超熱電子產(chǎn)生過(guò)程中電子碰撞電離的計(jì)算機(jī)模擬研究.pdf

1、通過(guò)慣性約束聚變獲得清潔能源，是解決能源和環(huán)境危機(jī)的重要方法之一。目前，實(shí)現(xiàn)慣性約束聚變的點(diǎn)火方式主要有三兩種：體點(diǎn)火、快點(diǎn)火和中心點(diǎn)火。因?yàn)榭禳c(diǎn)火降低了驅(qū)動(dòng)能和減少了流體不穩(wěn)定性，成為人們的研究重點(diǎn)。激光通過(guò)與等離子體相互作用產(chǎn)生超熱電子，而超熱電子產(chǎn)生是快點(diǎn)火研究的重要領(lǐng)域之一。
　　目前關(guān)于超熱電子產(chǎn)生的理論模擬研究主要運(yùn)用粒子模擬方法，大部分模擬激光等離子體互作用程序中，沒(méi)有考慮中性粒子電離形成等離子體過(guò)程。電子碰撞電離是

2、中性粒子離化成等離子體物理過(guò)程中的主要離化機(jī)制，研究電子碰撞電離過(guò)程可以幫助更深入分析激光被等離子體吸收形成等離子體和超熱電子產(chǎn)生的特性，正確的模擬電子碰撞電離過(guò)程將有助于以后的實(shí)際應(yīng)用。
　　本論文的主要內(nèi)容為：
　　1、對(duì)快點(diǎn)火方式的超熱電子產(chǎn)生過(guò)程中的理論及數(shù)值模擬方法進(jìn)行了綜述、總結(jié)和對(duì)比，指出了數(shù)值模擬電子碰撞電離在離化過(guò)程研究中的重要意義，并總結(jié)了運(yùn)用PIC/MCC方法模擬電子碰撞電離過(guò)程的優(yōu)勢(shì)；
　　2、

3、推導(dǎo)了激光與等離子體互作用中超熱電子產(chǎn)生的理論，包括：推動(dòng)粒子運(yùn)動(dòng)、場(chǎng)的求解、源的求解及電子碰撞電離；
　　3、建立了超熱電子產(chǎn)生過(guò)程的數(shù)值模擬算法，其中激光與等離子體互作用過(guò)程由粒子模擬方法描述，電子碰撞電離由蒙特卡洛方法描述；
　　4、對(duì)超熱電子產(chǎn)生過(guò)程中電子碰撞電離過(guò)程進(jìn)行了PIC/MCC模擬，獲得了電子碰撞電離特性，對(duì)比了激光水平入射和斜入射對(duì)離化過(guò)程的影響，分析了粒子密度對(duì)電子碰撞電離特性的影響和等離子體燒孔效應(yīng)等