刘广军的科技成就

在分离铀-235和铀-238时，由于它们的质量差异很小，分离过程非常复杂。对分离机的技术要求也很高，分离技术难度很大。目前，已用于工业生产的铀同位素分离方法有气体扩散法和气体离心法。刘广军长期从事铀同位素分离，在这两种分离方法上做了大量工作。他在扩散厂工作时，是分离技术的负责人。他和同志们一起做了大量的理论研究和实验研究。在此基础上，他组织并采取了多项技术创新措施，特别是在技术改造和提高级联效率方面做出了正确决策，使分离技术取得了明显进步。《当代中国的核工业》一书中说:“在刘广军的领导下，理论计算人员紧密联系生产实际做了大量工作，从而使级联结构更加合理，级联效率相应提高。”通过这些努力，扩散厂的生产能力大大提高，经济效益也大大提高。这项工作获得了1985国家科技进步一等奖，他排名第一。他还组织生产了不同丰度的浓缩铀系列产品，1982年，浓缩铀系列产品获得国家颁发的银奖。刘广军在将离心技术应用于同位素分离方面也做了大量工作。他在各个研制环节组织技术攻关和科学研究，推动了研制工作。提高机器分离能力的研究成果获国家科技进步二等奖1987，他名列第一。

在同位素分离理论的研究中

刘广军总结了多年来在扩散装置运行中取得的实践经验，撰写了关于装置最优运行方案和非稳态运行的两篇重要论文，对理解和掌握梯级运行规律具有现实意义。在稳态运行方面，他撰写了《扩散级联最佳运行条件的三个判据》一文，讨论了级联中各种参数对产量、成本和利润的影响，推导出了确定最佳运行条件的公式，得出了一些实用的结论。在级联的非定常运行中，他写了论文《讨论扩散级联浓度变化的一种物理方法——光分子输运方法》。扩散级联中的浓度达到稳定分布后，往往会出现各种干扰稳定分布的因素。干涉形成级联的浓度随时间变化的动态过程。为了理解变化的规律，对这些情况进行物理分析是非常重要的。本文分析了扩散叶栅中经常遇到的各种浓度扰动的传播，特别是详细讨论了由于某种原因产生“浓度凸包”时的传播和“负分离”现象，这对扩散叶栅的运行具有实际意义。在离心分离理论方面，刘广军也进行了系统的研究工作，写了许多论文，取得了一些有意义的成果。

在气体分子运动理论的研究中

常用的同位素分离方法都是在气体状态下进行的，涉及到气体中的扩散和输运过程，而且往往涉及到稀薄气体情况下的输运问题。稀薄气体是指气体分子的平均自由程λ与气体运动区域的宏观尺度L相似的情况，可以引入Knudsen数Kn，其中KN = λ/L..通常的输运过程理论是在粘性流的情况下得到的，即Kn1。因为Kn & gt1，因此研究这种稀有气体中的输运过程是有意义的。刘广军主要完成了两部关于稀有气体分子运动理论的著作。一是在建立玻尔兹曼方程的模型方程。分子运动理论的基本方程是玻尔兹曼方程，但是这个方程右边的碰撞积分非常复杂，所以玻尔兹曼方程中的碰撞积分往往被一个更简单的模型项代替。刘广军提出了一种建立模型方程的新方法，其主要思想是:在粘性流(Kn1)和分子流(KN 1)两种极端情况下，由建立的模型方程得到的解应与玻尔方程的解完全相同。他在1980，1981，1990的论文中建立了这个模型。这个模型方程具有如下性质:(1)它的解与玻尔方程在粘性流和分子流两种极端情况下的解相同。(2)满足守恒定律。(3)可以得到H定理。他在1990年的论文发表在《美国流体物理杂志》之后，1991年Garzo在同一杂志上发表了题为《从刘模型建立的输运方程》的论文，指出刘模型得到的结果在保留k项的情况下改进了模型得到的结果。保留k项相当于讨论比粘性流略稀的气体(略稀的气体)。因此，这是刘广军对稀有气体分子运动理论研究的一个成果。第二项工作是他计算了略稀薄气体中的熵产生，推导了熵增量公式。他的论文发表在1990的《美国流体物理杂志》和1997的《美国输运理论和统计物理杂志》上。通常，由不可逆过程热力学得到的熵增公式只适用于粘性流动。刘广军得到的公式不仅在粘性流动的情况下与通常的公式一致，而且在“十三矩近似”下可用于略稀薄气体的情况，并且在该公式中，熵增量可表示为平方项的和，有利于证明熵增量的正定性。上述两项工作对研究稀有气体中的输运过程是有用的。