通過(guò)激光慣性約束聚變（Inertial Confinement Fusion,ICF）所生產(chǎn)的核聚變能具有清潔、高效和可控等優(yōu)點(diǎn),已成為國(guó)際核物理重要的前沿研究領(lǐng)域之一。根據(jù)勞森判據(jù),成功實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)需要強(qiáng)激光燒蝕和壓縮靶丸,但這個(gè)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的熱電子,并由此誘導(dǎo)強(qiáng)電磁脈沖的輻射。這些電磁輻射能量大、頻帶寬,不僅會(huì)干擾打靶過(guò)程中的物理實(shí)驗(yàn),甚至還將導(dǎo)致精密診斷設(shè)備的損壞。因此,揭示影響強(qiáng)激光與靶耦合產(chǎn)生電磁輻射特性的關(guān)鍵因素,探討其產(chǎn)生機(jī)制具有重要的理論研究意義與應(yīng)用價(jià)值。本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)量與模擬計(jì)算分析,圍繞強(qiáng)激光打靶產(chǎn)生的熱電子及其誘導(dǎo)的電磁脈沖進(jìn)行全面分析,建立了出射熱電子的數(shù)量、能量、分布和電磁脈沖的強(qiáng)度、方向、變化規(guī)律的關(guān)系,并建立相關(guān)模型深入探討了電磁脈沖產(chǎn)生的機(jī)制。具體研究?jī)?nèi)容和重要結(jié)論如下:（1）研究和分析了由飛秒激光輻照鋁靶后所產(chǎn)生的電磁脈沖特性,結(jié)果表明:在主激光前施加一束預(yù)燒蝕激光可增強(qiáng)靶室和診斷腔內(nèi)電磁脈沖的輻射強(qiáng)度和頻帶寬度。當(dāng)燒蝕激光提前100ps入射到靶體上時(shí),可獲得最強(qiáng)的電磁脈沖信號(hào),仿真結(jié)果也表明預(yù)燒蝕激光對(duì)逃逸熱電子能量和數(shù)量的增強(qiáng)效應(yīng),我們結(jié)合“... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

激光強(qiáng)度和相關(guān)物理研究隨時(shí)間變化的發(fā)展史[1]

第一章緒論3(a)(b)圖1-2“中心點(diǎn)火”方案[13]。(a)直接驅(qū)動(dòng)；(b)間接驅(qū)動(dòng)由此發(fā)展起來(lái)的具有代表性的長(zhǎng)脈沖（納秒即10-9秒量級(jí)）、高能量（千焦耳量級(jí)）激光器有美國(guó)勞倫斯·利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室（LawrenceLivermoreNationalLaboratory,LLNL）的國(guó)家點(diǎn)火裝置（NationalIgnitionFacility,NIF）。它共有192束激光，能實(shí)現(xiàn)高達(dá)500TW的功率，18MJ的能量，1-21ns的紫外激光輸出，實(shí)驗(yàn)診斷系統(tǒng)由100臺(tái)診斷設(shè)備組成，是迄今世界上能量輸出最大的激光裝置[14]。此外，還有法國(guó)原子能協(xié)會(huì)（CEA）建造的兆焦耳激光器（LaserMegaJoule,LMJ），其輸出能量達(dá)到2MJ；美國(guó)羅切斯特大學(xué)的OmegaUpgrade激光裝置[15]；我國(guó)中物院的星光系列和神光系列激光裝置[16]以及日本大阪大學(xué)的GEKKOⅦ激光裝置等。圖1-3“快點(diǎn)火”中的打洞點(diǎn)火和錐靶點(diǎn)火方式[17]但是“中心點(diǎn)火”對(duì)激光器能量的要求較高，并且內(nèi)爆壓縮過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)流體的不穩(wěn)定性。為了降低上述方案的缺點(diǎn)，Tabak等人于1994年提出了另一方案：“快點(diǎn)火”聚變方案[5,18]，如圖1-3所示。按照它的物理實(shí)現(xiàn)過(guò)程，可以分成三個(gè)階段，第一階段，靶丸由傳統(tǒng)的間接驅(qū)動(dòng)慣性聚變方法實(shí)現(xiàn)壓縮，形成極高密度的燃料結(jié)構(gòu)。第二階段，在有質(zhì)動(dòng)力的作用下強(qiáng)激光在燃料的某個(gè)方向打孔，產(chǎn)生冕區(qū)通道，電子通過(guò)激光驅(qū)動(dòng)加速形成超熱電子。第三階段，由強(qiáng)激光與等離子體相互作用產(chǎn)

第一章緒論3(a)(b)圖1-2“中心點(diǎn)火”方案[13]。(a)直接驅(qū)動(dòng)；(b)間接驅(qū)動(dòng)由此發(fā)展起來(lái)的具有代表性的長(zhǎng)脈沖（納秒即10-9秒量級(jí)）、高能量（千焦耳量級(jí)）激光器有美國(guó)勞倫斯·利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室（LawrenceLivermoreNationalLaboratory,LLNL）的國(guó)家點(diǎn)火裝置（NationalIgnitionFacility,NIF）。它共有192束激光，能實(shí)現(xiàn)高達(dá)500TW的功率，18MJ的能量，1-21ns的紫外激光輸出，實(shí)驗(yàn)診斷系統(tǒng)由100臺(tái)診斷設(shè)備組成，是迄今世界上能量輸出最大的激光裝置[14]。此外，還有法國(guó)原子能協(xié)會(huì)（CEA）建造的兆焦耳激光器（LaserMegaJoule,LMJ），其輸出能量達(dá)到2MJ；美國(guó)羅切斯特大學(xué)的OmegaUpgrade激光裝置[15]；我國(guó)中物院的星光系列和神光系列激光裝置[16]以及日本大阪大學(xué)的GEKKOⅦ激光裝置等。圖1-3“快點(diǎn)火”中的打洞點(diǎn)火和錐靶點(diǎn)火方式[17]但是“中心點(diǎn)火”對(duì)激光器能量的要求較高，并且內(nèi)爆壓縮過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)流體的不穩(wěn)定性。為了降低上述方案的缺點(diǎn)，Tabak等人于1994年提出了另一方案：“快點(diǎn)火”聚變方案[5,18]，如圖1-3所示。按照它的物理實(shí)現(xiàn)過(guò)程，可以分成三個(gè)階段，第一階段，靶丸由傳統(tǒng)的間接驅(qū)動(dòng)慣性聚變方法實(shí)現(xiàn)壓縮，形成極高密度的燃料結(jié)構(gòu)。第二階段，在有質(zhì)動(dòng)力的作用下強(qiáng)激光在燃料的某個(gè)方向打孔，產(chǎn)生冕區(qū)通道，電子通過(guò)激光驅(qū)動(dòng)加速形成超熱電子。第三階段，由強(qiáng)激光與等離子體相互作用產(chǎn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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