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相对论激光等离子体相互作用诱导核反应的理论研究

批准号10074009 学科分类光与物质的相互作用 ( A040405 )
项目负责人刘世炳 负责人职称教授 依托单位北京工业大学
资助金额14.00
万元
项目类别面上项目 研究期限2001 年 01 月 01 日 至
2003 年 12 月 31 日
中文主题词超短超强激光.等离子体.中子产额
英文主题词Ultra-short and intense laser.plasmas.neutron yield

摘要

中文摘要 研究超短强激光脉冲与固体密度等离子体相互作用所诱导的光-核反应和聚变反应。弄清秀发核辐射过程中,超热电子的产生与空间输运、反应阈值能量以上的韧致光子数、高能氘氚离了的产生以及核辐射的中子产额等基本理论问题,找出中子产额与激光等离子体参数的依赖关系。本项目对于台面式中子源以及新型能源的研究具有十分重要的实际意义。.
英文摘要
结题摘要 本课题从理论上研究相对论激光与等离子体相互作用诱导的核反应。从机理上将诱导核辐射分为三步过程:即超热电子产生、轫致光子转换和光核辐射等分别进行研究。对于第一步过程,首先提出了激光在等离子体中传播的三维光学轨迹追踪概念,这种直接的追踪方法能方便地处理光束跨越复杂网格界面问题,很适合于三维不规则(变形)网格的模拟计算,而且精度高、省机时;实例计算表明:短波长激光可提高能量沉积的均匀性和等离子体的能量吸收效率;采用线极化光对薄膜靶进行模拟,发现靶等离子体中电子云在电磁有质动力和静电有质动力作用的竞争下,能产生较稳定的等离子体电子背景(预等离子体),有利于超热电子的加速;为适应光束传播的连续性,求出了受激Ramman散射不稳定性的一个宽域色散关系,通过数值求解发现,在光束经历一个不宽的密度区域,由于上移波和下移波的非线性耦合,将产生一种新的调制不稳定性,这种不稳定性导致双模增长的峰结构;对于第二、三步过程,采用相对论量子力学方法导出了超热电子与靶离子相互作用的哈密顿量,获得了一次脉冲产生轫致光子的发射功率和发射几率;最后,针对一些光-核激发阈值较低的材料薄膜靶,计算了激光诱导的中子产额。

成果

序号 标题 类型 作者
1 Dynamic Characteristics of Growing Modes of Raman Instability from Intense Laser Beam Propagating through Plasma 期刊 刘世炳|
2 Modulational Instability of Short-wavelength Ion Waves in Strongly Coupled Dusty Plasmas 期刊 谢柏松|
3 Stimulated Emission of Gamma Photon from Ultrashort Pulse Intense Laser-Solid-Target Interaction 期刊 刘世炳|
4 Simulation for Interaction of Linearly Polarized Relativistic Laser Pulses with Foil Targets 期刊 刘世炳|
5 Three-dimensional Optical Trajectory Tracing and Energy Deposition of Laser Beam in Laser-driven Fusion 期刊 刘世炳|

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