超熱電子輸運(yùn)及相關(guān)現(xiàn)象研究.pdf

1、論文首先分析傳統(tǒng)ICF中心點(diǎn)火方式的過程和遇到的困難,以及快點(diǎn)火機(jī)制涉及的物理問題,提出了論文研究具體內(nèi)容.介紹了相關(guān)內(nèi)容的國內(nèi)外進(jìn)展和基本理論.論文介紹了實(shí)驗(yàn)采用的激光裝置和為實(shí)驗(yàn)建立的真空靶室系統(tǒng).為了解飛秒超短超強(qiáng)激光與固體靶相互作用產(chǎn)生超熱電子的機(jī)制,論文首先開展了超熱電子的角分布和能譜實(shí)驗(yàn)研究.通過激光偏振方向和等離子體密度標(biāo)長的改變,發(fā)現(xiàn)飛秒超短超強(qiáng)激光與固體薄膜靶相互作用時(shí)產(chǎn)生的超熱電子的角分布有很大不同.研究了飛秒激光和

2、皮秒激光與20微米厚的銅薄膜靶作用在靶背后發(fā)射的高能質(zhì)子,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)無論入射激光采用什么角度,靶背發(fā)射的質(zhì)子總是垂直于靶后表面.質(zhì)子束有很好的定向性,最大發(fā)散角小于35°.通過對靶后發(fā)射的質(zhì)子束的空間分布的測量,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子束的中空結(jié)構(gòu)和成絲結(jié)構(gòu).這種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生與超熱電子的輸運(yùn)密切相關(guān).超熱電子向靶背輸運(yùn)時(shí),在靶電導(dǎo)率均勻的情況下會(huì)首先沿到靶的后表面的最短距離傳輸,因?yàn)檠剡@個(gè)方向有最大的電壓降.但很快沿這個(gè)方向的等離子體被加熱,電導(dǎo)率下降,

3、這時(shí)超熱電子會(huì)在徑向電場和熱壓的驅(qū)動(dòng)下選擇截距軸周圍的高電導(dǎo)環(huán)形通道傳輸,如果這時(shí)超熱電子到達(dá)靶的后表面就會(huì)形成環(huán)形的鞘電場分布產(chǎn)生環(huán)形的質(zhì)子束分布.環(huán)狀傳輸?shù)某瑹犭娮邮诃h(huán)形磁場的箍縮和內(nèi)部徑向電場、熱壓的共同作用下會(huì)破裂成絲,這種細(xì)絲電流周圍都有環(huán)形磁場,在磁場的作用下,細(xì)絲電流會(huì)匯合成較大的絲.靶后渡越輻射的觀測結(jié)果證實(shí)了質(zhì)子分布與超熱電子束分布的內(nèi)在聯(lián)系.首次研究了不同電導(dǎo)率的CD靶和TiD靶與皮秒激光作用的中子發(fā)射產(chǎn)額.探索了