激光与固体靶相互作用中碰撞对快电子产生和输运的影响

来源 :中国工程物理研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:c224224224
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在激光聚变快点火方案中,研究最为广泛的为电子快点火,即通过电子在高密度燃料区的能量沉积形成热斑、实现点火。快电子的产生和输运是快点火研究中的关键物理问题。激光与等离子体相互作用在临界密度附近产生快电子束,电子束经过几十微米的输运到达高密度(~300 g/cm3)压缩燃料区沉积能量。对于氘氚,300 g/cm3的物质密度对应的电子数密度为7.3×1025 cm-3。换言之,快电子的产生和输运过程经历的电子数密度有3至4个量级的变化。根据时间尺度分析,碰撞在低密度的电子产生区域并不重要。但在输运过程中,等离子体密度是临界密度的几百倍、几千倍,此时碰撞效应将起重要作用,影响快电子束的输运过程。快点火方案中,用于产生快电子束的超强短脉冲激光的强度设想处于1019~1020 W/cm2。如此强的激光,其预脉冲与物质相互作用必然会产生等离子体,即产生预等离子体。已有研究表明预等离子体对激光产生电子束有重要的影响。  本文利用一维含碰撞的粒子模拟(Particle-In-Cell,PIC),研究了碰撞效应对快电子产生和输运的影响。研究发现,超强激光与高密度等离子体相互作用过程存在明显的两个阶段。第一阶段为发展阶段,在该阶段碰撞效应对快电子产生影响不大,电子加热机制因激光等离子体相互作用界面不断陡化而变化。在第二阶段,快电子能流相对稳定,碰撞效应增加了快电子的产量。细致的分析表明,碰撞情况下,快电子与背景电子间的能量交换增强,背景电子被有效加热,等离子体热压增加,导致激光等离子体相互作用界面难以陡化,因此可通过J×B加热中的2ω振荡有效产生快电子。而在无碰撞情况下,由于激光等离子体相互作用界面密度陡化严重,抑制了快电子的产生。本文还考察了预等离子体密度标长对快电子产生的影响,并讨论了碰撞效应对快电子输运的影响。
其他文献
糖尿病是危害人类健康和经济生活的重大疾病,其病因至今尚未完全阐明。研究糖尿病发生发展过程中机体的代谢应答是对疾病早期发现、预防性治疗和病因检测的重要组成部分。本论
二氧化钛纳米管是一种独特的高度有序的纳米结构,因其优异的物理化学性能以及在光催化、太阳能电池、光水解、气敏探测器等领域的重大的应用前景,近年来受到研究人员的广泛关注
读写结合是语文能力生长的重要途径,也是语文教学的重要方略。在阅读教学中,教师应努力引导学生和课文对话,在充分的阅读实践中获得独特的体验和感受,读写结合,让学生读中悟写,读中
本文通过求解相对论性的Hartree-Fock(RHF)方程,得到了钠原子Rydberg态的结构以及多体微扰计算中所需要的所有虚态波函数。我们对分段的变步长法进行了改进,使得步长可以比较
BESⅢ探测器是运行在北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)上的新型谱仪,它主要用于探测研究e+e-在3-4GeV对撞产生的τ-charm能区物理事例以及对新物理的寻找。在BESⅢ测试和取数阶段,
随着数模转换器硬件的快速发展和DSP处理能力及处理速度的逐步提高, 软件无线电技术在商用和军用无线电通信领域也越业越显示出其强大的吸引力. 该文研究的高速中频采样和数
ARGO-YBJ实验位于海拔4300米的西藏羊八井,采用RPC探测器对宇宙线簇射次级粒子进行观测。该实验利用全覆盖探测器阵列对簇射事例精细结构的探测优势以及羊八井高海拔的优势,
1988年人们在Fe/Cr多层膜中发现了巨磁电阻效应,之后人们又在铁磁/绝缘体/铁磁的磁隧道结中发现了隧穿磁电阻效应。并且通过利用巨磁电阻效应和隧穿磁电阻效应,人们推出了如高
准一维纳米热电材料是近年来纳米科技领域研究的前沿和热点,吸引了物理、化学、材料等领域的众多科学家的广泛关注。本文旨在通过理论计算,研究准一维铋基纳米管的热电输运性
我爱春天的小雨.rn春天的小雨像针尖一样细,像牛毛一样柔,滋润着大地,催生了万物,让充满生机的春天睁开了惺忪的双眼.rn听,春天的小雨如同钢琴一般,弹奏出了美妙的音乐:“沙