哈工程核學(xué)院第一個課程設(shè)計第三章2(編輯修改稿)
2025-03-06 23:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電場也使離子振蕩 ， 由于離子質(zhì)量比電子質(zhì)量大得多 ， 因此可以忽略它們的運動 。 在激光電場中做高頻振蕩的電子 ， 其運動能量是無規(guī)的 ， 這些電子同本底離子通過碰撞將振蕩能量變成無規(guī)運動的熱能 ， 結(jié)果入射激光能就變成等離子體熱運動的能量 。 其中 νei是電子和離子的碰撞頻率， 1 / 2 2 41 / 2 3 / 24( 2 )()3 ( )e i ce i ceeZ e nnm k T?? ??其中 是庫侖對數(shù) ， 是 “ 欠密度 ” 區(qū)等離子體的尺度 。 ei?( 8 10 )ei??hLLv?? 逆韌致吸收系數(shù)：吸收激光的能量和入射激光能量的比值 ， 其表達(dá)式為： ()e i c habnLKc??（ 1） 電子溫度升高 ， 吸收系數(shù)下降 （ 2） 與 Z2成正比 ， 原子序數(shù)越大 ， 吸收越厲害 （ 3） 激光強(qiáng)度越高 ， 吸收系數(shù)越低：激光是強(qiáng)度很大的光 ， 既有能量又有動量 ， 當(dāng)動量變化時就會產(chǎn)生壓力 ， 另外等離子體產(chǎn)生的場也有壓力 。 這兩種壓力會對等離子體的分布產(chǎn)生影響 。 例如 ， 在臨界面附近 ， 激光被反射 ， 壓力會使等離子體產(chǎn)生密度“坑 ”。 討論： （ 4）激光波長越大，吸收系數(shù)越小：波長越小對應(yīng)的等離子體的臨界密度越大，即可以傳輸?shù)降入x子體密度更高的地方，從而更多的能量被等離子體吸收。 （ 5）激光脈沖寬度越大，吸收系數(shù)越大。 在高增益的激光聚變把設(shè)計中： 入射激光的能量吸收系數(shù)可達(dá)到（ 70~95） % 13 15 2( 5 10 10 ) / , 53 1 , ( 1 10 )LLI W c m nm ns??? ? ? ? 逆韌致吸收機(jī)制基于帶電粒子之間的碰撞 ， 而這種碰撞隨著溫度的升高迅速的下降 。 因此在熱核溫度下 ， 經(jīng)典的吸收機(jī)制幾乎不起作用 。 然而驅(qū)動束在靶上的能量沉積機(jī)制并不只限于經(jīng)典的碰撞過程 ， 在高束流強(qiáng)度情況下又出現(xiàn)了“ 反常 ” 的吸收機(jī)制 ， 這是高強(qiáng)度激光與等離子體相互作用的結(jié)果 。 ① 共振吸收： 當(dāng)激光斜入射在空間不均勻的等離子的密度梯度上時 ， 特別是 P極化激光電磁波 （ 電場方向平行于入射平面 ） 斜入射在密度梯度上 ， 光電場平行于等離子體密度梯度的組分將驅(qū)動電子等離子體波 。 而且 ， 激光電場能夠通過隧道效應(yīng) “鉆 ”到臨界密度附近 ， 在此處 ， 由于等離子體的頻率等于激光的頻率 ，即 ωp= ωL， 激光的能量將通過共振的方式首先傳遞給等離子體 ， 電子通過和離子的碰撞最終加熱等離子體 。 （ 2）激光能量的反常吸收 ?經(jīng)過物理推倒得
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