ИССЛЕДОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФФУЗИИ ПЛОТНОГО РАЗОГРЕТОГО БЕРИЛЛИЯ МЕТОДОМ ФУНКЦИОНАЛА ПЛОТНОСТИ
DOI:
https://doi.org/10.26577/JPEOS.2024.v26-i2-a5Ключевые слова:
плотная плазма, инерционный термоядерный синтез, кулоновский логарифм, эффективный потенциал, транспортные свойстваАннотация
Теплое плотное вещество интенсивно изучается во всем мире как экспериментально, так и теоретически. При высоких температурах и давлениях существующие теоретические модели жидкости, газа, твердого тела и плазмы неприменимы к экстремальному состоянию вещества. Основным препятствием для применения этих моделей является сильная неидеальность среды, т. е. существенная роль, которую играют взаимодействие частиц и квантовые эффекты. Транспортные свойства материалов в широком диапазоне плотностей и температур, в частности веществ, находящихся в экстремальных условиях, важны в различных областях. Некоторые системы, представляющие интерес, включают недра планет-гигантов, белых карликов и нагретую плотную материю, созданную в результате лазерного нагрева и ударного сжатия в экспериментах. Кроме того, нагретое плотное вещество активно изучается в связи с разработкой установок инерционного термоядерного синтеза . Из-за трудностей диагностики в экстремальных условиях эксперимента квантово-молекулярное динамическое (КМД) моделирование на основе теории функционала плотности стало неотъемлемой частью современных исследований нагретой плотной материи. В данной работе представлены результаты расчетов транспортных свойств бериллия методами, основанными на теории функционала плотности (DFT-моделирование). На основе DFT-моделирования нами рассчитаны коэффициенты диффузии и вязкости для различных значений параметров нагретого плотного бериллия.
Библиографические ссылки
R. P. Drake, Phys. Today. – 2010. – V. 63(6). P. 28.
Korobenko V.N., Rakhel A.D., Savvatimskiy A.I., Fortov V.E. Plasma Physics Reports. — 2002. — Vol. 28, no. 12. — Pp. 1008–1016.
Juttner B. J. Phys. D. — 2001. — Vol. 34, no. 17. — P. R103.
Taccetti JM, Shurter RP, Roberts JP et al. J. Phys. A. — 2006. — Vol. 39, no. 17. — P. 4347.
Fennel Th., Doppner T., Passig J. et al. // Phys. Rev. Lett. — 2007. — Apr. — Vol. 98. — P. 143401.
Sitnikov D. S. J. Phys.: Conf. Ser. — 2019. — Vol. 1421. — P. 012001.
Fortov V. E., Ilkaev R. I., Arinin V. A. et al. // Phys. Rev. Lett. — 2007. — Vol. 99, no. 18. - P. 185001.
Knudson M. D., Desjarlais M. P. // Phys. Rev. Lett. — 2017. — Vol. 118, no. 3. - P. 035501.
Fernandez-Panella A., Millot M., Fratanduono D.E. et al. // Phys. Rev. Lett. — 2019. — Vol. 122, no. 25. — P. 255702.
Fortov V.Е., Khrapak А.G., Yakubov I.Т. - Fizmatlit, 2010.
Gryaznov V. K., Iosilevskiy I. L.,. Fortov V. E // Plasma Phys. Controlled Fusion. - 2015. - Vol. 58, no. 1. - P. 014012.
Sjostrom T. and Crockett Sc., Rudin S.PHYSICAL REVIEW B. – 2016. – V. 94. – P. 144101.
Sjostrom T. and Crockett Sc. PHYSICAL REVIEW B. – 2015. – V. 92. – P. 115104.
M. Millot, N. Dubrovinskaia, A. Cernok, S. Blaha, L. Dubrovinsky, D. G. Braun, P. M. Celliers, G. W. Collins, J.H. Eggert, and R. Jeanloz, Science 23, 418 (2015).
M. D. Knudson and M. P. Desjarlais, Phys. Rev. Lett. 103, 225501 (2009).
In Frontiers and Challenges in Warm Dense Matter, edited by F.Graziani, M. P. Desjarlais, R. Redmer, and S. B. Trickey, Lecture Notes in Computational Science and Engineering Vol. 96 (Springer, Heidelberg, 2014).
Gomez M.R., Slutz S.A., Sefkow A.B., Sinars D.B., Hahn K.D., Hansen S.B., Harding E.C., Knapp P.F., Schmit P.F., Jennings C.A., Awe T.J., Geissel M., Rovang D.C., Chandler G.A., Cooper G.W., Cuneo M.E., Harvey-Thompson A.J., Herrmann M.C., Hess M.H., Johns O., Lamppa D.C., Martin M.R., McBride R.D., Peterson K.J., Porter J.L., Robertson G.K., Rochau G.A., Ruiz C.L., Savage M.E., Smith I.C.,. Stygar W.A, Vesey R.A. Experimental demonstration of fusion-relevant conditions in magnetized liner inertial fusion // Phys.Rev.Lett. - 2014. - Vol. 113. - P. 155003.
Hoffmann D.H.H., Blazevic A., Ni P., Rosmej O., Roth M., Tahir N.A., Tauschwitz A., Udrea S., Varentsov D., Weyrich K., and Maron Y. Present and future perspectives for high energy density physics with intense heavy ion and laser beams // Laser and Particle Beams. - 2005. - Vol. 23. - P. 47–53.
U.S. Department of Energy Office of Science. Review of the Stanford Linear Accelerator Center Integrated Safety Management System: Final Report. Washington: GPO, October 2005. p. 1.
H.Y. Suna, Dongdong Kang, Yong Hou, and J.Y. Dai, Transport properties of warm and hot dense iron from orbital free and corrected Yukawa potential molecular dynamics. Matter and Radiation at Extremes 2, 287 (2017).
Z. Donko and P. Hartmann, Phys.Rev.E 78,026408 (2008).
H. Dong, Zh. Fan, Libin Shi, A.Harju, and T.Ala-Nissila. Equivalence of the equilibrium and the nonequilibrium molecular dynamics methods for thermal conductivity calculations: From bulk to nanowire silicon. Phys. Rev. B 97, 094305 (2018).
V. Recoules, F. Lambert, A. Decoster, B. Canaud, and J. Clérouin. Ab Initio Determination of Thermal Conductivity of Dense Hydrogen Plasmas. Phys. Rev. Lett. 102, 075002 (2009).
J. P. Hansen, I. R. McDonald, and E. L. Pollock, Statistical mechanics of dense ionized matter. III. Dynamical properties of the classical one-component plasma, Phys. Rev. A 11, 1025 (1975).
Ye. K. Aldakul and Zh. A. Moldabekov, T. S. Ramazanov. Melting, freezing, and dynamics of two-dimensional dipole systems in screening bulk media. Phys. Rev. E 102, 033205 (2020).
Holst B., Redmer R., Michael P. Desjarlais // Phys. Rev. B. — 2008. — May. — Vol. 77. — P. 184201.
B. Militzer, D. M. Ceperley // Phys. Rev. E. — 2001. — Vol. 63, no. 6. — P. 066404
