实验研究靶对超热电子行为的影响

研究了靶材料及靶厚度对超热电子产生机制及空间行为的影响。研究结果表明,在激光以45°角入射的条件下,靶材料对超热电子产生机制无明显影响,但靶材厚度对激光吸收效率有很大影响,而超热电子的空间行为并不随靶厚度变化,主要集中在靶前后表面的法线方向发射。     

短波长激光超热电子产生和抑制机理的研究

介绍了在“神光Ⅰ”和“星光Ⅱ”上分别进行的二倍频、三倍频激光照射金盘靶、腔靶、碳氢有机膜平面靶的实验。通过测量硬X光谱推断超热电子特性,结合受激Raman散射光(SRS)和双等离子体衰变(TPD)产生的3/2ω_0谐波的观测,分析各种靶超热电子产生和抑制的机理,并探讨了抑制超热电子的有效途径。     

激光波长对超热电子产生影响的实验研究

实验研究了两种波长超短脉冲激光(744 nm/120 fs/12 mJ、248 nm/420 fs/35 mJ)与固体(Cu)等离子体的相互作用,利用电子磁谱仪与成像板探测器测量了激光入射平面内超热电子的能谱与角分布.在无预脉冲、P极化激光45°斜入射的条件下,采用Maxwellian分布拟合得到的超热电子温度分别为46和19.4 keV,超热电子主要沿靶法线方向发射.产生超热电子的主导机制为真空加热,实验验证了真空吸收定标率Th≈4.11×10-2(Iλ2)1/2.54(keV).等离子体的电荷分离势分别为70和45 keV.     

超短脉冲激光辐照固体靶产生超热电子研究

实验研究了超短脉冲激光辐照固体靶产生的超热电子温度 ,所用方法是测量超热电子在固体中韧致辐射产生的硬X射线 ( >30keV)能量连续谱。中等强度 ( 1 0 16W /cm2 )、无预脉冲、红外超短脉冲( 74 4nm ,1 30fs,6mJ)、P极化激光 4 5°照射 5mm铜靶 ,产生了能量为 4 0 0keV的X射线信号 ,利用Maxwellian分布拟合能谱得到的超热电子温度为 85keV ,产生高能电子的主导吸收机制为真空加热。     

与ICF快点火相关的激光等离子体研究

高强度紫外飞秒激光作为ICF“快点火”的点火驱动器具有独特的优势。第一,紫外光具有更大的临界密度,产生超热电子区域更靠近燃料区,这就简化了所有与把能量输运到燃料区的物理过程;第二,按照超热电子温度Iλ2定标率,在“快点火”要求的强度下（1020w/cm2）,紫外光刚好能够产生可以与燃料区高效率耦合的超热电子温度（1MeV）;此外,紫外光具有更好的可聚焦性,在较低的能量下就可以达到要求的强度。目前,大多数关于紫外飞秒激光与固体靶相互作用的研究集中于吸收机制和软X射线方面,关于硬X射线和超热电子方面的研究非常缺乏。Teubner等利用K-α线谱方法研究了KrF激光在固体靶中的吸收和超热电子产生,Broughto和Fedosjevs等研究了脉冲宽度为1～100ps的KrF激光辐照固体靶产生     

超短激光与薄膜靶作用加速产生质子初步研究

物理学家利用高能粒子加速器进行了多方面的研究，但高能粒子加速器庞大且耗资巨大。随着超短超强激光的发展，现在的激光的功率密度可达到10^22W／cm^2。许多实验室利用不同功率密度的激光与固体靶、薄膜靶及气体等相互作用，进行加速产生高能粒子的研究。其中，利用超短超强激光与薄膜薄相互作用加速产生质子是一重要的研究课题，利用超热电子加速产生超热电子，     

微通道板在超热电子磁谱仪上的应用

超短脉冲激光与固体靶相互作用产生超热电子,由于激光能量较低(10 mJ),所以产生的超热电     

快点火物理及其对数值模拟的要求

快点火(fast ignition)是一种新的惯性约束聚交点火方式。实验和理论研究表明其点火环节是非常复杂和困难的问题。研究快点火需要深入地进行数值模拟。报告主要从分析物理出发,探讨快点火对数值模拟的要求,同时结合实际情况进行讨论。快点火主要包括三个过程,即内爆预压缩、超强激光在次临界等离子体中和在超临界密度等离子体中的传播(成道和打洞)、超热电子的产生及其在介质,特别是稠密介质中的传输和高温点火区的形成。研究认为:研究预压缩不仅需要一维、二维,而且需要三维激光靶耦合总体程序;超热电子需要包括电磁场的Fokker-Planck方程描述;点火过程的等离子体流体力学则需要考虑电子、离子双流运动方程,而且应包括电磁场。PIC程序可用来研究局部的细节,并提供上述方程所需要的参数。此外,报告还简述了近两年来的快点火实验和一些国家的未来的计划。     

电子磁谱仪法测量超热电子温度

利用超热电子磁谱仪测量了紫外超短脉冲激光与固体等离子体相互作用产生超热电子的能谱,在无预脉冲、激光强度为1017 W/cm2 条件下,紫外超短脉冲激光与固体(Cu)等离子体相互作用产生超热电子的能谱呈双温麦克斯韦分布,超热电子温度为81 keV,激光吸收的主导机制为真空吸收。     

超热电子能谱测量

采用180电子磁谱仪方法测量了超短(120 fs)红外(744 nm)脉冲激光与固体等离子体相互作用产生的超热电子能谱。激光参数为无预脉冲、45斜入射的P激化光,靶为5 mm的铜,靶表面经机械抛光,靶上功率密度为1016 W/cm2。谱仪设置在入射激光的正反射方向,测量到的能谱采用 Maxwellian(e     

紫外超短脉冲激光与固体靶相互作用产生超热电子能谱测量

利用电子磁谱仪测量紫外超短脉冲激光与固体等离子体相互作用产生超热电子的能谱,在无预脉冲、激光强度为1017 W/cm2的条件下,紫外(248 nm)超短(440 fs)脉冲激光与固体(Cu)等离子体相互作用产生超热电子的能谱呈双温麦克斯韦分布, 超热电子温度为81 keV,激光吸收的主导机制为真     

IAPCM-0018 激光靶耦合中受激Raman散射数值模拟研究和对腔靶实验的分析

利用一维半粒子模拟程序,对平面靶和腔靶密度标长的受激Raman散射(SRS)进行了数值模拟研究。得到了SRS的线性增长和非线性饱和的细致的物理图像,给出了热电子和超热电子的分布函数、热电子和超热电子温度T_e和T_h以及由SRS产生的超热电子的份额。还利用Raman散射谱推断和分析了等离子体次临界区的密度分布。这些理论结果与神 光12号激光器上的SRS和超热电子实验结果合理地符合。     

激光靶耦合中受激Raman散射数值模拟研究和对腔靶实验的分析

利用一维半粒子模拟程序,对平面靶和腔靶密度标长的受激Ra-man散射(SRS)进行了数值模拟研究。得到了SRS的线性增长和非线性饱和的细致的物理图像,给出了热电子和超热电子的分布函数、热电子和超热电子温度T_e和T_h以及由SRS产生的超热电子的份额。还利用Raman散射谱推断和分析了等离子体次临界区的密度分布。这些理论结果与神光12号激光器上的SRS和超热电子实验结果合理地符合。     

强激光与固体靶相互作用所致硬X射线剂量和能谱的实验测量

为了研究强激光与固体靶相互作用产生的电离辐射危害,本文在星光Ⅲ300TW强激光装置上开展了一系列激光打靶实验。实验使用的激光功率密度为5×10~(18)~4×10~(19)W/cm~2,激光脉冲能量为60~153J,靶为直径1mm、厚度1mm的Ta圆柱,本文分别对X射线剂量、X射线能谱和超热电子能谱进行了测量。实验结果表明,测量到的单发最大X射线剂量约为16.8mSv,靠近激光传播方向(0°),距靶50cm处;激光0°方向的X射线剂量随激光功率密度的增加而显著增加,激光90°方向的X射线剂量随激光功率密度的变化相对较小;测量到的X射线能谱可大致用含有两个X射线温度的指数分布函数描述,其中0°方向测量到的X射线温度为0.4~1.15 MeV,90°方向测量到的X射线温度为0.25~0.54 MeV;实测超热电子温度与Wilks定标率符合较好。     

超短脉冲激光与固体等离子体相互作用实验研究

实验研究了超短脉冲激光（744nm/120fs/12mJ）与固体（Cu）等离子体相互作用产生超热电子的能谱与角分布,利用电子磁谱仪与成像板（IP）探测器测量能谱,采用IP在入射平面内测量角分布。在无预脉冲、P极化激光45°斜入射下,采用Maxwellian分布拟合得到的超热电子温度为46keV,超热电子主要沿靶法线方向发射。产生超热电子的主导机制为真空加热,等离子体的电荷分离势约为70keV。     

刚性限制法在瞬态中子输运计算中的应用

刚性限制法(SCM)可有效缓解中子动力学方程中的刚性问题,可采用较大时间步长获得同等计算精度,提高计算效率。现有SCM主要用于求解两群瞬态中子扩散方程。本文将SCM应用于求解多群瞬态中子输运方程,在原有中子输运方程特征线方法求解程序PEACH的基础上,增添了瞬态求解功能,开发了PEACH-K程序。采用OECD/NEA最新发布的基准题C5G7-TD对PEACH-K程序进行数值验证,结果表明,PEACH-K程序在大时间步长下仍具有很高的计算精度,且具有良好的数值稳定性。     

超短超强激光与固体靶相互作用所致X射线剂量实验研究

超短超强激光与固体靶相互作用可产生显著的X射线剂量,其辐射防护问题是辐射防护和激光等离子体物理的学科交叉问题,对超短超强激光装置安全运行至关重要。为验证清华大学所提出的剂量评估公式,对超短超强激光与固体靶作用所产生的X射线剂量开展了实验研究。设计了用于屏蔽靶室内超热电子和散射光子的屏蔽结构,仅测量超热电子和固体靶作用所产生的X射线剂量,并开展蒙特卡罗模拟评估其屏蔽效果。基于星光 Ⅲ激光装置对不同激光功率密度（7×1018~4×1019 W/cm2）下不同角度上的X射线剂量开展了实验测量,并与不同的剂量评估公式结果进行了比较分析,实验中还对不同剂量测量探测器的响应进行了比较。计算结果表明,所设计的屏蔽结构能很好地屏蔽超热电子和散射光子。实验结果表明,清华大学所提出的剂量评估公式较文献公式能更好地与实验结果吻合。随激光功率密度的增加,前向的X射线剂量较侧向增加得更快。     

堆外探测器空间响应函数计算方法研究

通过堆外探测器空间响应函数与反应堆功率分布的内积可得到探测器电流。因此,获得堆外探测器的空间响应函数对堆外探测器电流信号的刻度和修正具有重要意义。本文利用二维输运计算程序DORT和基于ENDF/B-Ⅶ.1制作的多群数据库MATXS-47,采用求解共轭中子输运方程的方法对压水堆核电厂Indian Point 2的堆外探测器径向空间响应函数进行了计算,计算结果与文献值吻合,表明本文所采用的响应函数计算方法是正确的。     

中子积分输运动态方程

通过理论分析给出了中子积分输运动态方程 ,发展了中子积分输运理论 ,使中子积分输运理论不仅可以用来分析反应堆栅格非均匀效应和计算反应堆参数等稳态问题 ,而且还可以处理反应堆动态问题。中子积分输运动态方程是一个多群多点 (一个空间分区为一点 )中子动态方程 ,在单群情况下就是多点反应堆动态方程。多点动态方程可以用来分析与空间有关的反应堆动态问题。介绍了中子积分输运动态方程的应用个例 ,通过中子积分输运动态方程分析了中国先进研究堆中子代时间的构成 (刚性和柔性中子代时间 )问题。     

靶材料与厚度对超热电子行为的影响

无预脉冲、P极化、10MW／cm2的红外（800nm）激光以45°辐照到靶面上,对于固体（Cu、A1）靶,超热电子的产生主导机制为真空加热,实验数据列于表1。