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高强度超短脉冲激光与固体等离子体相互作用研究

首先建立了用于测量激光等离子体产生的超快硬X射线的、基于低本底HPGe谱仪的单光子测量方法和设备。采用符合技术,把本底计数几率降低到10~(-4)/炮。利用滤波片方法,验证了单光子测量方法的可靠性。测量了紫外超短脉冲激光等离子体中的光谱频移,分析表明是有质动力和等离子体热压力共同作用的结果。在中等强度(10~(16)W/cm~2)超短脉冲(120fs)红外(744nm)激光与固体靶相互作用实验中,测量了能量大于(30keV)的硬X射线连续谱。当P极化光以45~0照射5mmCu片时,探测到了能量为400keV的X-射线信号。能谱用Maxwellian分布拟合,得到超熟电子温度为85keV。真空吸收是产生高能超热电子的主导过程,从真空吸收给出的超热电子温度定标率来看,实验中测量得到的超热电子温度是合理的。但是,要详细解释实验结果,还应该结合具体的实验条件,进行2D的PIG数值模拟。X射线是各向同性的,X射线产额随入射激光强度的降低而  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国原子能科学研究院年报》2002年00期
中国原子能科学研究院年报

微通道板在超热电子磁谱仪上的应用

超短脉冲激光与固体靶相互作用产生超热电子,由于激光能量较低(10mJ),所以产生的超热电子总数便很少。在用磁谱仪进行超热电子能谱测量时,为了提高测量能谱分辨率,谱仪相对于激光焦斑的立体角很小,这样进入谱仪的超热电子数便更少,再经过谱仪磁场的色散,沉积到相应能量对应的探测器上的超热电子数就更少,探测器几乎没有响应。这样为了测量此条件下...  (本文共2页) 阅读全文>>

中国工程物理研究院
中国工程物理研究院

超热电子输运及相关现象研究

激光惯性约束聚变(ICF)的快点火方式自1993年提出以来,因为其放宽了对驱动压缩对称性和点火能量的要求迅速成为ICF研究的热点之一。但是由于开展时间短,快点火机制中的许多物理还需要仔细研究,其中超热电子在稠密等离子体中的输运问题就是一个复杂,然而对快点火机制至关重要的物理问题。在快点火机制中,当燃料的预压缩完成后,需要从外围注入一束超短超强激光并在临界面处产生大量定向性很好的超热电子,超热电子继续向高密度区传输并在高密度区一个很小尺度的范围(20微米左右)沉积能量形成点火热斑。超热电子大约需要传输几十微米的距离,而且传输区域的等离子体密度是临界面密度的2~3个量级,甚至更高。利用超短超强激光与固体靶相互作用产生超热电子并研究超热电子在固体靶中的输运过程和相关现象是了解超热电子在稠密等离子体中输运的有效方法。论文首先分析传统ICF中心点火方式的过程和遇到的困难,以及快点火机制涉及的物理问题,提出了论文研究具体内容。介绍了相关内容...  (本文共112页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国工程物理研究院
中国工程物理研究院

带电粒子在强激光和强磁场中的共振加速机制及其在实验天体物理中的应用

本论文围绕惯性约束聚变ICF中“快点火”方案的关键问题——超强激光与等离子体相互作用产生的近亿高斯磁场,对点火电子的加速和准直效应,采用了试验电子模型,从解析和数值两方面进行了分析,得到电子在强激光和强磁场中的共振加速机制,发现由圆偏振激光所产生的轴向自生磁场,可以帮助激发能量适中、准直好的点火电子,而采用线偏振激光作驱动源则无此现象发生,这是因为线偏振激光不能激发轴向自生磁场。此外,强磁场与高频电磁波可以形成带电粒子的共振加速机制,它有可能直接应用在脉冲星表面,因为那里有强轴向磁场以及由各种能隙结构引起的高频电磁辐射和相对数目的电子。数值模拟表明,由这种机制产生的高能电子所发出的辐射是连续谱的同步加速辐射,这正是天文观测所观测到的。在第一章,简单介绍了传统惯性约束聚变和“快点火”方案,指出了“快点火”方案的优点以及实现“快点火”方案的关键问题,为本课题的开展提供了依据。“快点火”方案的关键问题是激光等离子体相互作用中的物理问题...  (本文共198页) 本文目录 | 阅读全文>>

四川大学
四川大学

强场物理中超热电子的产生及渡越辐射的实验研究

本论文研究了超短超强(US-UI)激光与等离子体相互作用中超热电子的产生、输运和渡越辐射。国内我们首次在100TW相对论激光功率密度的条件下,研究了超短超强激光与等离子体相互作用产生的超热电子渡越辐射(TR),获得一些国内外未见报道的新的物理结果。这些结果不仅对于理解超短超强激光与等离子体相互作用的物理机制有益,而且对惯性约束聚变(ICF)中“快点火”(Fast ignition)方案的物理设计也是非常重要的基础工作之一。激光惯性约束聚变(ICF)的快点火方式自1994年提出以来,因为减小点火能量的要求和放宽了对驱动压缩对称性迅速成为ICF研究的热点之一。但是由于开展时间短,快点火机制中的许多物理过程还需要仔细研究,其中超热电子在稠密等离子体中的输运问题就是一个复杂,但对快点火机制是至关重要的物理问题。论文首先对激光技术的发展以及由此产生的一门崭新的学科—超短超强激光与物质相互作用(或称为强场物理)的研究进展作了简要介绍,其中包...  (本文共146页) 本文目录 | 阅读全文>>

《强激光与粒子束》1940年30期
强激光与粒子束

腔靶内超热电子的实验研究

腔靶内超热电子的实验研究李三伟,祁兰英,杨向东,梅启庸赵雪薇,张文海,郑志坚,唐道源(西南核物理与化学研究所,成都525信箱77分箱,610003)摘要介绍了利用10道滤波荧光谱仪(简称F.F.谱仪)测量新型腔靶中超热电子产生的硬X光能谱,并结合GaAs阵列探测器测量硬X光角分布,给出了腔外硬X光总能量,同时用F.F.谱仪测量结果与其同方位的GaAs探测器测量结果比对,两者在误差范围内是一致的。在F.F谱仪和GaAs探测器两者数据比较自洽的情况下,并与后向受激拉曼散射光特征量比较,得出了:(1)腔靶内超热电子不是各向同性均匀分布的,大部分超热电子沿着入射激光光轴方向运动;(2)腔内大部分超热电子与冷介质(腔壁)发生库仑作用产生硬X光。关键词超热电子,硬X光,受激拉曼散射1引言在惯性约束聚变(ICF)研究中,通过受激拉曼散射(SRS)、共振吸收(RA),双等离子体衰变(TPD),离子声衰变(IPD)等综合过程要产生大量超热电子。超...  (本文共7页) 阅读全文>>