強(qiáng)激光與高密度中性氣體相互作用的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著人類對(duì)資源利用的需求不斷增長(zhǎng)，地球上的不可再生資源快速遞減，研究獲取可持續(xù)再生資源的理論和方法是當(dāng)前人類重要而迫切的任務(wù)。核聚變由于釋放能量大、對(duì)環(huán)境污染小且海水中富含大量用于核聚變的材料氘和氚，從而成為眾多學(xué)者研究的重點(diǎn)。慣性約束聚變中的快點(diǎn)火方式具有驅(qū)動(dòng)能低和流體穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，而產(chǎn)生超熱電子是快點(diǎn)火方式中的重要環(huán)節(jié)，因此，產(chǎn)生超熱電子是快點(diǎn)火研究的重要領(lǐng)域。
　　在國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)超短超強(qiáng)激光脈沖與高密度等離子體相互作用過(guò)程

2、研究的豐碩成果中，對(duì)激光與高密度中性氣體相互作用中同時(shí)包含光電離、電子碰撞電離和兩體碰撞過(guò)程的研究很少，而這些過(guò)程對(duì)超熱電子的產(chǎn)生和輸運(yùn)都有重要的影響。如果在數(shù)值模擬中綜合考慮這些過(guò)程，深入研究強(qiáng)激光與高密度中性氣體相互作用產(chǎn)生超熱電子的特性，將對(duì)實(shí)際應(yīng)用提供很大的指導(dǎo)作用。
　　本論文對(duì)光電離、電子碰撞電離和兩體碰撞過(guò)程進(jìn)行了理論分析和數(shù)值模擬建模討論，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了包含這三個(gè)模塊的激光與高密度中性氣體相互作用的數(shù)值模擬，并以此為基

3、礎(chǔ)開(kāi)發(fā)了1D3V的數(shù)值模擬軟件LPICMCC++。主要內(nèi)容有：
　　1.介紹了快點(diǎn)火方式的基本原理，對(duì)模擬產(chǎn)生超熱電子過(guò)程的數(shù)值方法進(jìn)行對(duì)比，指出光電離、電子碰撞電離和兩體碰撞過(guò)程對(duì)研究分析粒子的離化和輸運(yùn)過(guò)程具有重要意義；
　　2.對(duì)激光與等離子體互作用的數(shù)值模擬方法進(jìn)行概述，分別分析它們?cè)谖锢磉^(guò)程模擬研究中的適用性，并討論了各自的優(yōu)缺點(diǎn)；
　　3.分別建立了光電離、電子碰撞電離和兩體碰撞的數(shù)理模型，詳細(xì)分析了LPI