强激光与粒子束
2022, 34(11): 112001
1 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
2 北京大学 应用物理与技术中心, 高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室, 北京 100871
在惯性约束聚变(ICF)电子束快点火物理方案中, 需要超强拍瓦激光脉冲驱动MeV能量的强流电子束, 并沉积数十kJ能量到压缩氘氚芯区。强流电子束的束流品质是影响点火成功的关键因素之一, 为深入了解强流电子束产生物理过程, 研制成了三维高性能、适应上万CPU核规模的并行粒子模拟程序, 并开展了大规模数值模拟研究, 探索了强流电子束的产生机制和输运规律。回顾了近几年来快点火研究团队围绕强流电子束产生和控制开展的研究, 介绍了导致束流品质差的两大物理原因: 预等离子体效应和束流不稳定性磁场的随机散射。针对这两个物理原因, 提出了四种提高强流电子束品质的方法: (1)双层金锥靶减弱预等离子体的负面效应; (2)输运丝产生环向磁场准直强流电子束; (3)外加磁场导引强流电子束提高耦合效率; (4)抑制束流不稳定性以降低随机磁场对电子束流的散射。
惯性约束聚变 快点火 高品质强流电子束 预等离子体 束流不稳定性 inertial confinement fusion fast ignition relativistic electron beam pre-plasma beam instability 强激光与粒子束
2015, 27(3): 032001
1 国防科学技术大学,理学院,应用物理系,湖南,长沙,410073
2 中国科学院,上海光学精密机械研究所,上海,201800
对线极化、圆极化的超短超强激光脉冲与靶前有一段低密度预等离子体的固体靶的相互作用进行了理论和粒子模拟研究.激光通过有质动力加速机制加速预等离子体中的电子,研究了电子获得的最大能量随激光强度和预等离子体密度的变化.当激光脉冲与靶直接作用时,靶中的电子由于J×B机制而得到加速,所获得的能量比预等离子体中电子低.研究表明,在超短超强激光脉冲与固体靶相互作用中,预等离子体的存在有利于高能电子的产生.
超短超强激光脉冲 有质动力加速 预等离子体 高能电子 Ultra-short ultra-intense laser pulse Ponderomotive acceleration Pre-plasma High energy electron
