激光等離子體中極端相對(duì)論性電子的朗繆爾激元湍動(dòng)加速.pdf

1、在慣性核聚變的激光等離子體加速的研究中，至關(guān)重要是研究高強(qiáng)激光與等離子體相互作用。強(qiáng)激光和等離子體的相互作用是非常復(fù)雜的過程，其中存在許多非線性效應(yīng)，如自生磁場(chǎng)、磁重聯(lián)、電子加速、自聚焦成絲等等。然而在激光等離子體中的電子加速倍受研究工作者的關(guān)注，原因在于：在慣性核聚變的“快點(diǎn)火”機(jī)制中，必須由高能電子穿過稠密的等離子體把能量有效地輸運(yùn)到燃料才能實(shí)現(xiàn)；基于激光的原子輻射和激光引導(dǎo)的原子核反應(yīng)需要大量的高能電子流。 目前大量的激光

2、等離子體實(shí)驗(yàn)和三維粒子模擬實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到快電子是具有很高的平均能量(≥Mev)的相對(duì)論性電子，并且這些電子具有指數(shù)形式的能譜?，F(xiàn)有的加速機(jī)制，如受迫激光尾流場(chǎng)加速(FLWFA)、擊波加速(BWA)、激光尾流場(chǎng)加速(LWFA)、直接激光加速(DLA)、自調(diào)制激光尾流場(chǎng)加速(SMLWFA)等都能很好解釋電子為什么能夠有效的獲得能量而被加速，但是它們卻都沒能解釋為什么加速后的電子具有指數(shù)形式的能譜。 在激光等離子體中的活動(dòng)區(qū)，由于波波相互

3、作用，朗繆爾激元強(qiáng)湍動(dòng)極易激發(fā)，形成一個(gè)湍動(dòng)環(huán)境，并且這種隨機(jī)湍動(dòng)與粒子相互作用能有效地加速電子。自從1949年費(fèi)米首先用隨機(jī)加速來解釋宇宙線快粒子的形成以后，李曉卿等詳細(xì)地研究了太陽冕區(qū)非相對(duì)論性快粒子朗繆爾湍動(dòng)加速，得到了與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致的快粒子譜。 本文在能量-動(dòng)量空間中分析了含有自發(fā)輻射的各向同性分布函數(shù)的擴(kuò)散方程，考慮了激光等離子體臨界面附近的物理?xiàng)l件，在理論上得到極端相對(duì)論性的高能電子經(jīng)朗繆爾湍動(dòng)加速后的高能電子能譜，