快点火中激光与锥靶相互作用及电子输运的粒子模拟研究

【摘要】： 超强激光与等离子体相互作用是激光惯性约束聚变快点火方案的核心问题之一,也是近年来等离子体物理研究的热点问题。本文围绕超强激光等离子体相互作用过程中相对论电子的产生及其在等离子体中的传输等问题,利用二维、三维粒子模拟程序,进行了数值模拟和理论分析研究。利用三维粒子模拟程序,对激光与锥形靶相互作用做了研究,得出了锥内次稠密等离子体的存在对激光与靶相互作用的影响。激光在锥内传播时其强度被加强,在锥表面产生一层准静态的磁场,部分相对论电子沿着锥表面运动,而次稠密等离子体的存在可以使产生的相对论电子数更多。利用三维与二维粒子模拟程序,研究了相对论电子在等离子体中的传输。无论是在三维情况还是二维情况,我们均观测到了相对论电子束的成丝、融合等现象。在二维模拟中我们还得到了相对论电子束Delta趋肤电流分布与Bennett电流分布,指出了Bennett电流分布向Delta趋肤电流过渡的条件与其所载电流的大小有关,并且还比较了Delta趋肤电流与D.A.Hammer等[Phys.Fluids,pp1831-1850,(1970)]给出的理论结果的异同。

【学位授予单位】：中国工程物理研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TN24

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