大尺寸高密度异核分子团簇喷流的形成及诊断

本项目研究多原子分子CH4和CD4高压气体（10－85bar）在200－300K温度内，经不同几何构形锥形喷嘴超声绝热膨胀形成团簇的规律探索和研究，给出团簇尺寸与气体静态温度和背压以及喷嘴几何的关系，对团簇平均尺寸和喷流平均分子密度进行诊断测定，实现团簇平均尺寸为10nm，分子密度为1.0E19cm-3的高密度大尺寸气体喷流的形成和诊断。团簇的平均尺寸测量采用瑞利散射结合库仑爆炸能谱拟合；喷流分子密度用干涉法测量诊断。这将进一步推动飞秒强激光脉冲与团簇相互作用及其相关应用研究。基于对锥形喷嘴理想描述修正值δ的测定和理论模拟将重点研究气体超声膨胀过程中锥形喷嘴边界层的影响及其与压强和温度的关系。

本研究进行了多原子分子CH4和CD4高压气体（20－80bar）在200－300K温度内，经锥形喷嘴超声绝热膨胀形成团簇并于飞秒强激光相互作用的实验研究。实现对甲烷团簇实现低温的有效成团研究，如30bar，240K产生团簇与常温60bar团簇尺寸相当。对于氘代甲烷团簇，亦进行了常温与低温的实验对比，实现了中子产出效率的巨大提升。同时，实现团簇平均密度达到10nm，分子密度达到0.5x1019cm-3。