超熱電子產(chǎn)生過程中電子碰撞電離的計算機模擬研究.pdf

1、通過慣性約束聚變獲得清潔能源，是解決能源和環(huán)境危機的重要方法之一。目前，實現(xiàn)慣性約束聚變的點火方式主要有三兩種：體點火、快點火和中心點火。因為快點火降低了驅動能和減少了流體不穩(wěn)定性，成為人們的研究重點。激光通過與等離子體相互作用產(chǎn)生超熱電子，而超熱電子產(chǎn)生是快點火研究的重要領域之一。
　　目前關于超熱電子產(chǎn)生的理論模擬研究主要運用粒子模擬方法，大部分模擬激光等離子體互作用程序中，沒有考慮中性粒子電離形成等離子體過程。電子碰撞電離是

2、中性粒子離化成等離子體物理過程中的主要離化機制，研究電子碰撞電離過程可以幫助更深入分析激光被等離子體吸收形成等離子體和超熱電子產(chǎn)生的特性，正確的模擬電子碰撞電離過程將有助于以后的實際應用。
　　本論文的主要內(nèi)容為：
　　1、對快點火方式的超熱電子產(chǎn)生過程中的理論及數(shù)值模擬方法進行了綜述、總結和對比，指出了數(shù)值模擬電子碰撞電離在離化過程研究中的重要意義，并總結了運用PIC/MCC方法模擬電子碰撞電離過程的優(yōu)勢；
　　2、

3、推導了激光與等離子體互作用中超熱電子產(chǎn)生的理論，包括：推動粒子運動、場的求解、源的求解及電子碰撞電離；
　　3、建立了超熱電子產(chǎn)生過程的數(shù)值模擬算法，其中激光與等離子體互作用過程由粒子模擬方法描述，電子碰撞電離由蒙特卡洛方法描述；
　　4、對超熱電子產(chǎn)生過程中電子碰撞電離過程進行了PIC/MCC模擬，獲得了電子碰撞電離特性，對比了激光水平入射和斜入射對離化過程的影響，分析了粒子密度對電子碰撞電離特性的影響和等離子體燒孔效應等