近年來實驗室內(nèi)的磁化高能量密度等離子體現(xiàn)象引起了學(xué)術(shù)界廣泛的興趣,這對許多研究領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價值,例如天體物理和空間物理、慣性約束聚變和激光加速等。恒星演化過程中磁化的盤風(fēng)中高速射流形成和準直的機制、磁化星際介質(zhì)內(nèi)高能粒子的加速機制、太陽和地球磁層的磁場重聯(lián)現(xiàn)象、地球磁層內(nèi)各種波動現(xiàn)象和磁流體不穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)等一直是天體和空間物理研究非�；钴S的研究方向,磁化激光等離子體行為的實驗研究有助于深入理解這些天體和空間物理現(xiàn)象。激光驅(qū)動的慣性約束聚變中,外加磁場可以抑制內(nèi)爆靶丸的徑向熱傳導(dǎo),從而提高離子溫度和中子產(chǎn)額;外加磁場有望取代間接驅(qū)動充氣腔,在抑制腔壁等離子體膨脹的同時抑制激光受激散射。在激光加速中,外部磁場可以穩(wěn)定電子加速通道、改善電子加速效果。最近國際學(xué)術(shù)界開始關(guān)注強磁場耦合強激光的磁化激光等離子體實驗研究,并取得了一些重要進展。脈沖強磁場裝置是磁化激光等離子體實驗的關(guān)鍵設(shè)備,但用于激光等離子體的脈沖磁場裝置發(fā)展還不成熟,需要根據(jù)各自的研究需求發(fā)展合適的脈沖強磁場裝置。為了在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)實驗室小型激光裝置上開展氣體靶磁化激光等離子體實驗,我們自主研發(fā)了一套可用于低真空環(huán)境的緊湊型... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?（ａ）磁約束聚變裝置示意圖［１５］

變參數(shù)區(qū)的磁慣性聚變（ＭＩＦ）稱為磁慣性約束聚變（ＭＩＣＦ：?ｍａｇｎｅｔｉｚｅｄ?ｉｎｅｒｔｉａｌ??ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔｆｉｊｓｉｏｎ），理論模擬顯示，外加４Ｔ的磁場可以有效降低激光聚變中對??驅(qū)動激光能量的要求［１８］，如圖１．２所示。??：］??ｆ，：?１。，：參，：??ｉ?？?：安：‘？�。�??＾????—?ｔｏ＇５?＾?ｈｉ??????？０?３??５，０?ｒ??！〇？＇?￣?ｉ１０?ｒ?＜１?＾??！〇■＇－??？?＼?：丨以?ＴＴ?；??１＾２?ｔ?ｉ?ｉ?ｉ?ｌ?１?ｉ?ｉ?１?ｔｔｆ?Ｌ?１?！?１?１?ｌ－ｉ?－?——??ｔｏ１?ｉ〇ｅ?ｔｏ５?ｉ?ｔｏ＊?ｉｄ＊?ｉｏ＊ｓ?ｉ??ＩＮＩＴＩＡＬ?ＤＥＮＳＩＴＹ?戶〇?ｈ?ｃｍ?３）?ＩＮＩＴＩＡＬ?ＤＥＮＳＩＴＹ?＾?＾?ｃｍ?＊Ｊ｜??圖１．２有無磁場是聚變增益的等髙線圖。橫坐標為初始密度，縱坐標為初始速度［１８］？??對于磁慣性約束聚變（ＭＩＣＦ），外加磁場可以抑制垂直磁場方向的電子熱傳??導(dǎo)以及部分約束ａ粒子輸運，從而降低慣性約束聚變的內(nèi)爆速度要求。但是在固??體密度下要有效抑制熱傳導(dǎo)過程，所需的磁場強度遠遠高于傳統(tǒng)強磁場裝置??（＜１０００?Ｔ）的能力范圍，因此采用磁通壓縮的方法來產(chǎn)生這種極強磁場。目前，??磁慣性約束聚變研宄有兩種不同的形式。第一種是利用磁場改善傳統(tǒng)球形激光??聚變（ＩＣＦ）的內(nèi)爆性能

特別是受激拉曼散射（ＳＲＳ）?［２４］。在ＯＭＥＧＡ上進行的初步磁化黑腔實??驗表明，外加７．５?Ｔ磁場對ＳＲＳ有一定的抑制作用，并將等離子體電子溫度提升??５０％卩５］，如圖１．４所示。我們的實驗和模擬研宄發(fā)現(xiàn)外加磁場有望取代充氣腔??以達到抑制金腔壁等離子體膨脹的效果［２６］。目前，ＮＩＦ也在研宄使用磁慣性約??束聚變的方式實現(xiàn)點火的可能性［２７］。日本大阪大學(xué)的Ｆｕｊｉｏｋａ等人嘗試使用電??容線圈靶產(chǎn)生的脈沖強磁場輔助快點火聚變［２８］。??０?１０?２０?３０??ｉｃｖ：ｗ．?Ｒ？ｌｉｕＭｐｍ）??（ｃ）?（ｄ）??????Ｎｏ?ｓｅｅｄ?ｆｉｅｌｄ?Ｂ０?＝?８０ｋＧ?＃牐蓿牐桑裕�？�??ｉ．＾．ｗｎｃｌ?￣??ｉｉ．?；?Ｊ■＇?：??Ｈ??－�。埃�?０?１００?－１００?０?１００?＾?２４．０?２４．５??ＴＣＶ２？＾ＪＩ?Ｘ（ｐｍ）?ｎｖｙｍ?ＷａＨｉｈｋｋｎｃｗ?神?＞??圖１．３（ａ）ＳＳ通壓縮實驗示意圖。（ｂ）使用ＬＩＬＡＣ－ＭＨＤ模擬的球形磁化靶丸內(nèi)的壓縮磁場和??離子溫度。（ｃ）Ｘ射線背光照相顯示磁場對于內(nèi)爆壓縮對稱性并沒有顯著影響。（ｄ）實驗中子??產(chǎn)額和離子溫度相對于靶丸壁厚變化［２］。??４??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Status and development of high-power laser facilities at the NLHPLP[J]. Jianqiang Zhu,Jian Zhu,Xuechun Li,Baoqiang Zhu,Weixin Ma,Xingqiang Lu,Wei Fan,Zhigang Liu,Shenlei Zhou,Guang Xu,Guowen Zhang,Xinglong Xie,Lin Yang,Jiangfeng Wang,Xiaoping Ouyang,Li Wang,Dawei Li,Pengqian Yang,Quantang Fan,Mingying Sun,Chong Liu,Dean Liu,Yanli Zhang,Hua Tao,Meizhi Sun,Ping Zhu,Bingyan Wang,Zhaoyang Jiao,Lei Ren,Daizhong Liu,Xiang Jiao,Hongbiao Huang,Zunqi Lin.  High Power Laser Science and Engineering. 2018(04)
[2]脈沖強磁場技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 彭濤,李亮.  物理. 2016(01)
[3]納秒激光燒蝕固體靶產(chǎn)生的等離子體在外加橫向磁場中膨脹時的溫度和密度參數(shù)演化[J]. 梁亦寒,胡廣月,袁鵬,王雨林,趙斌,宋法倫,陸全明,鄭堅.  物理學(xué)報. 2015(12)
[4]A 7 T Pulsed Magnetic Field Generator for Magnetized Laser Plasma Experiments[J]. 胡廣月,梁亦寒,宋法倫,袁鵬,王雨林,趙斌,鄭堅.  Plasma Science and Technology. 2015(02)
[5]強磁場技術(shù)進展[J]. 曹效文.  物理. 1996(09)

博士論文
[1]磁場與激光等離子體相互作用的實驗研究[D]. 梁亦寒.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015



本文編號：3505677