当前位置:首页 > 业界动态 > 激光加速 > 正文

单色二维Kα成像法对短脉冲激光等容加热研究

发布时间: 2019-08-20 16:40:10   作者:本站编辑   来源: PHYSICAL REVIEW LETTERS   浏览次数:

   

  高能短脉冲激光可将物质在几十皮秒内加热至极高温度和压强,且密度可接近固体。这种迅速加热,也称为等容加热,可产生热固体密度等离子体,用作状态方程、热导、透明度、高能离子截至能量、紧凑辐射或中子源、快点火激光聚变中点火燃料等研究的重要测试工具。在激光与固体相互作用中峰值强度超过1018W/cm2,高能(快)电子主要由有质动力加速,在将激光能量传递给靶过程中起主要作用,三种主要的加热机制分别为:电阻加热,拉拽加热,耗散等。前向快电子传输过程中将在相反方向激发起冷电子回流,该冷电子通过碰撞耗散加热背景等离子体。快电子也可通过与背景电子的直接碰撞损耗能量(拉拽加热)。在小块薄膜上快电子循环并形成鞘层势,维持回流。当回路建立后,阻尼加热将不在起主导作用。在热等离子体和冷区域间温度梯度下通过热导发生耗散加热。

  在过去二十年除了固体靶等容加热被广泛研究外,主要的加热机制研究并未达成一致。当前的难点在于体电子温度覆盖了从几十电子伏特到5keV。在多数实验中,Te可从x射线谱中推导出来。高密度等离子体的等容加热可适用于快点火研究,其中稠密燃料内核是由MeV电子经拉拽加热点火。在当前集成快点火实验中,注入点火脉冲使聚变中子产额增强已被观测,但是固体或稠密等离子体中的加热机制仍需时空分辨诊断。

  

  1实验设计图(a)焦斑测量结果(b)能量集中度(c)

  本研究中采用50TW的激光系统,激光能量为1-16焦耳,脉宽为350fs,波长1057nm,如图1所示。光束紧聚焦至2或者10微米厚度钛膜表面,焦斑尺寸约8微米,包含激光能量可达30%。脉冲基底对比度约为108,长度为1ns。这一激光系统上开展的质子加速,已获得质子能量为10MeV,该实验采用球面晶体成像仪,可对4.51keV的冷钛成像,放大率为10倍,空间分辨率12um,谱带宽约为5eV。研究工作表明电阻加热和耗散是主要的加热机制,而拉拽加热并不会对固体加热起作用。本工作也表明在热的非平衡等离子体内部电离态和电子温度是独立增加的。

  摘译自:H. Sawada et al. Monochromatic 2D Kα Emission Images Revealing Short-Pulse Laser Isochoric Heating Mechanism. PHYSICAL REVIEW LETTERS 122, 155002 (2019)

我来说两句
您尚未登录,请登录后发布评论! 【马上登录
评论列表
已有 0 条评论(查看更多评论)
友情链接
 
电话:021-69918000 传真:021-69918800 Processed in 0.032 second(s)
360网站安全检测平台 Powered by SIOM Copyright © 2014 www.siom.ac.cn, All Rights Reserved pv总量 访客数总量