強(qiáng)激光與高密度中性氣體相互作用的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著人類對資源利用的需求不斷增長，地球上的不可再生資源快速遞減，研究獲取可持續(xù)再生資源的理論和方法是當(dāng)前人類重要而迫切的任務(wù)。核聚變由于釋放能量大、對環(huán)境污染小且海水中富含大量用于核聚變的材料氘和氚，從而成為眾多學(xué)者研究的重點。慣性約束聚變中的快點火方式具有驅(qū)動能低和流體穩(wěn)定性好等特點，而產(chǎn)生超熱電子是快點火方式中的重要環(huán)節(jié)，因此，產(chǎn)生超熱電子是快點火研究的重要領(lǐng)域。
　　在國內(nèi)外學(xué)者對超短超強(qiáng)激光脈沖與高密度等離子體相互作用過程

2、研究的豐碩成果中，對激光與高密度中性氣體相互作用中同時包含光電離、電子碰撞電離和兩體碰撞過程的研究很少，而這些過程對超熱電子的產(chǎn)生和輸運都有重要的影響。如果在數(shù)值模擬中綜合考慮這些過程，深入研究強(qiáng)激光與高密度中性氣體相互作用產(chǎn)生超熱電子的特性，將對實際應(yīng)用提供很大的指導(dǎo)作用。
　　本論文對光電離、電子碰撞電離和兩體碰撞過程進(jìn)行了理論分析和數(shù)值模擬建模討論，同時實現(xiàn)了包含這三個模塊的激光與高密度中性氣體相互作用的數(shù)值模擬，并以此為基

3、礎(chǔ)開發(fā)了1D3V的數(shù)值模擬軟件LPICMCC++。主要內(nèi)容有：
　　1.介紹了快點火方式的基本原理，對模擬產(chǎn)生超熱電子過程的數(shù)值方法進(jìn)行對比，指出光電離、電子碰撞電離和兩體碰撞過程對研究分析粒子的離化和輸運過程具有重要意義；
　　2.對激光與等離子體互作用的數(shù)值模擬方法進(jìn)行概述，分別分析它們在物理過程模擬研究中的適用性，并討論了各自的優(yōu)缺點；
　　3.分別建立了光電離、電子碰撞電離和兩體碰撞的數(shù)理模型，詳細(xì)分析了LPI