уравнение состояния вещества тяжелых металлов по

XXXII Звенигородская конференция по физике плазмы и УТС, 14 – 18 февраля 2005 г.
УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ПО
КВАЗИКЛАССИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ.
Г.В. Шпатаковская
Институт математического моделирования РАН, Москва, Россия,
e-mail: shpat@imamod.ru
Для расчетов уравнения состояния (УРС) вещества из первых принципов предлагается использовать ячеечное приближение и усовершенствованную статистическую модель –УТФ.
Квазиклассическое приближение, применяемое при построении модели УТФ, выполняется
тем лучше, чем больше частиц в системе, чем выше плотность или температура вещества.
Это определяет область применимости модели: сильно сжатое и/или сильно нагретое вещество тяжелых атомов. Основой модели является статистическая модель Томаса-Ферми (ТФ).
Усовершенствованная модель ТФ, исправленная за счет введения адитивных поправок (градиентных, обменных, оболочечных) [1], имеет более широкую область применимости. В
области слабо неидеальной классической плазмы результаты расчетов по модели УТФ
хорошо согласуются с полуэмпирической моделью Саха. Для практического использования
важно, что модель УТФ сохраняет свойство автомодельности. Это свойство,
присущее модели ТФ, означает, что
расчет, произведенный для одного
вещества, позволяет простым преобразованием масштаба физических параметров получить УРС любого другого
элемента. Эта особенность используется
и в представленных расчетах УРС двух
СВИНЕЦ
тяжелых металлов: вольфрама (Z = 74) и
Степень
ионизации по
свинца (Z = 82). Все расчеты проведены
модели УТФ
на основе нескольких компактных
таблиц, рассчитанных для водорода и
приведенных в [1]. На рисунке представлен результат расчета по модели УТФ
степени ионизации свинца в широком
диапазоне температур и плотностей. В работе приводятся также результаты аналогичных
расчетов энергии, давления, ударных адиабат рассматриваемых двух металлов. Проводится
сравнение с имеющимися экспериментальными данными.
Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ (проект № 02-01-00185) и
Министерства промышленности и науки РФ (проект НШ-2060.2003.2).
Литература.
[1]. Киржниц Д.А., Шпатаковская Г.В. Препринт ФИАН №33, Москва, 1998
1