發(fā)布時間：2021-10-11 01:15

　　帶電粒子與等離子體的相互作用一直是人們關(guān)注的一個熱點問題。這是因為這些研究無論在基礎(chǔ)研究方面還是實際應(yīng)用方面都有很重要的價值。在基礎(chǔ)研究方面,這些研究可以讓我們更深層次地了解等離子體的內(nèi)部物理性質(zhì),包括等離子體中的原子物理、等離子體的極化行為等。在實際應(yīng)用方面,這些研究可以用于等離子體診斷、中性束加熱磁約束聚變等離子體、等離子體透鏡、重離子束驅(qū)動產(chǎn)生高能高密度物質(zhì)或慣性約束聚變,利用等離子體技術(shù)設(shè)計未來加速器等。基于以上考慮,本文對帶電粒子在背景等離子體中的傳輸特性,包括其中的碰撞動力學(xué)、尾場效應(yīng)、能量沉積、聚焦效應(yīng),進行了詳細(xì)研究。在第一章,本文首先闡述了帶電粒子與等離子體相互作用的研究背景以及研究進展,并提出本文的研究目的。在第二章,本文采用自行編寫的等離子體環(huán)境中的經(jīng)典軌跡蒙特卡洛軟件（CTMCIP）,研究了帶電粒子在量子等離子體中的重離子碰撞過程,包括:電子俘獲過程和直接電離過程。對于電子俘獲過程的模擬研究發(fā)現(xiàn):在弱屏蔽參數(shù)下,量子等離子體屏蔽效應(yīng)使得電子俘獲截面輕微下降;然而,在強屏蔽參數(shù)下,電子俘獲截面隨著等離子體屏蔽參數(shù)增加迅速減小。對于直接電離過程的模擬研究發(fā)現(xiàn):量子等... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所)甘肅省

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

典型的理想經(jīng)典等離子體存在的參數(shù)空間1．2．1帶電粒子在真空中的重離子碰撞過程

其中與等離子體中的電子、離子及原子的庫侖碰的能量。激發(fā)等離子體波是長程相互作用損失的能量。代初，德國 GSI-Darmstadt 首先開始了這方面的研究。19能強流重離子束在固體靶中的流體動力學(xué)運動方程，并現(xiàn)象的研究。最近幾年，帶電粒子在高溫致密的激光等程也逐漸開展。經(jīng)過理論和實驗研究發(fā)現(xiàn)[28][29]，帶電粒損失遠(yuǎn)大于在固體靶中的能量損失，如圖 1. 2 所示。圖hr[62]公式計算的帶電粒子在等離子體中的能量損失，較低式計算的帶電粒子在固體中的能量損失。從圖中可以看體中的能量損失顯著地高于在固體中的能量損失。這是電子（激發(fā)等離子體尾場）比固體中的束縛電子更容易俘獲或激發(fā)）。

粒子（電荷態(tài)為Zb，速度為vb）與等離子體（電子）的相互過程中，J. D’Avanzo, I. Hofmann, 和 M. L表示單個帶電粒子與等離子體的相互作用強度。他中ND表示等離子體德拜球內(nèi)的電子數(shù)。前應(yīng)用領(lǐng)域中我們感興趣的等離子體區(qū)域，包括慣約束聚變等離子體區(qū)，激光產(chǎn)生等離子體區(qū)，電子外，圖中還畫出了對于入射離子電荷態(tài)為 1、10、直線。由圖中可以看出，對于固定的入射離子電荷體區(qū)域分成了兩部分：曲線上半部分（Z<1，弱耦是圖中標(biāo)注的經(jīng)典的碰撞較少的區(qū)域），曲線下半部性能量損失，也就是圖中標(biāo)注的經(jīng)典的但是碰撞較多


本文編號：3429508