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强激光与锥型结构靶相互作用准直电子束粒子模拟研究

吴凤娟 周维民 单连强 李芳 刘东晓 张智猛 李博原 毕碧 伍波 王为武 张锋 谷渝秋 张保汉

强激光与锥型结构靶相互作用准直电子束粒子模拟研究

吴凤娟, 周维民, 单连强, 李芳, 刘东晓, 张智猛, 李博原, 毕碧, 伍波, 王为武, 张锋, 谷渝秋, 张保汉
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  • 利用PIC(particle-in-cell)方法模拟研究了超短强激光与锥型三明治结构靶相互作用快电子束的产生和传输,并与锥通道靶、锥丝靶和锥靶在相同激光参数下的作用结果进行了比较. 研究发现强激光与锥三明治靶作用产生的快电子能被不同密度材料产生的准静态界面强磁场有效地准直传输. 相对其他三种锥型结构靶,锥三明治靶能产生更多数目及更高能量的快电子,提高了激光到快电子的能量转换效率和快电子束的品质,这对快点火能量沉积是有利的.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11174259,11175165,11305157)和西南科技大学博士基金(批准号:10ZX7127)资助的课题.
    [1]

    Zhang J T, He B, He X T, Chang T Q, Xu L B, Andereev N E 2001 Acta Phys. Sin. 50 921 (in Chinese) [张家泰, 何斌, 贺贤土, 常铁强, 许林宝, 安德列夫 N E 2001 物理学报 50 921]

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    Tabak M, Hammer J, Glinsky M E, Kruer W L, Wilks S C, Woodworth J, Campbell E M, Perry M D, Mason R J 1994 Phys. Plasma 1 1626

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    Hinkel D E 2013 Nucl. Fusion 53 104027

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    Kodama R, Shiraga H, Shigemori K, Toyama Y, Fujioka S, Azechi H, Fujita H, Habara H, Hall T, Izawa Y, Jitsuno T, Kitagawa Y, Krushelnick K M, Lancaster K L, Mima K, Nagai K, Nakai M, Nishimura H, Norimatsu T, Norreys P A, Sakabe S, Tanaka K A, Youssef A, Zepf M, Yamanaka T 2002 Nature 418 933

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    Kodama R, Norreys P A, Mima K, Dangor A E, Evans R G, Fujita H, Kitagawa Y, Krushelnick K, Miyakoshi T, Miyanaga N, Norimatsu T, Rose S J, Shozaki T, Shigemori K, Sunahara A, Tampo M, Tanaka K A, Toyama Y, Yamanaka T, Zepf M 2001 Nature 412 798

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    Kodama R, Sentoku Y, Chen Z L, Kumar G R, Hatchett S P, Toyama Y, Cowan T E, Freeman R R, Fuchs J, Izawa Y, Key M H, Kitagawa Y, Kondo K, Matsuoka T, Nakamura H, Nakatsutsumi M, Norreys P A, Norimatsu T, Snavely R A, Stephens R B, Tampo M, Tanaka K A, Yabuuchi T 2004 Nature 432 1005

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    Yang X H, Xu H, Ma Y Y, Shao F Q, Yin Y, Zhuo H B, Yu M Y, Tian C L 2011 Phys. Plasma 18 023109

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    Zhou C T, Wang X G, Wu S Z, Cai H B, Wang F, He X T 2010 Appl. Phys. Lett. 97 201502

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    Cai H B, Zhu S P, Chen M, Wu S Z, He X T, Mima K 2011 Phys. Rev. E 83 036408

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    Wu F J, Zhou W M, Shan L Q, Zhao Z Q, Yu J Q, Zhang B, Yan Y H, Zhang Z M, Gu Y Q 2013 Laser and Particle Beams 31 123

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    Sentoku Y, Mima K, Ruhl H, Toyama Y, Kodama R, Cowan T E 2004 Phys. Plasma 11 3083

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    Brunel F 1987 Phys. Rev. Lett. 59 52

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    Sentoku Y, Downer M C 2010 High Energy Density Physics 6 268

    [23]

    Nakamura T, Mima K, Sakagami H, Johzaki T 2007 Phys. Plasma 14 053112

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    Mu J, Sheng Z M, Zheng J, Zhang J 2013 Acta Phys. Sin. 62 135202 (in Chinese) [穆洁, 盛政明, 郑君, 张杰 2013 物理学报 62 135202]

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    Nakamura T, Mima K, Sakagami H, Johzaki T 2007 Phys. Plasma 14 053112

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-11-16
  • 修回日期:  2013-12-19
  • 刊出日期:  2014-05-05

强激光与锥型结构靶相互作用准直电子束粒子模拟研究

  • 1. 中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室, 绵阳 621900;
  • 2. 西南科技大学极端条件物质特性联合实验室, 绵阳 621010
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11174259,11175165,11305157)和西南科技大学博士基金(批准号:10ZX7127)资助的课题.

摘要: 利用PIC(particle-in-cell)方法模拟研究了超短强激光与锥型三明治结构靶相互作用快电子束的产生和传输,并与锥通道靶、锥丝靶和锥靶在相同激光参数下的作用结果进行了比较. 研究发现强激光与锥三明治靶作用产生的快电子能被不同密度材料产生的准静态界面强磁场有效地准直传输. 相对其他三种锥型结构靶,锥三明治靶能产生更多数目及更高能量的快电子,提高了激光到快电子的能量转换效率和快电子束的品质,这对快点火能量沉积是有利的.

English Abstract

参考文献 (23)

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