Зарядовый состав и фазовый объем ионов разлетающейся плазмы, производимой излучением СО2-лазера

• Автор: Латышев, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 c. : ил

ГЛАВА I. АНАЛИЗ ИОНИЗАЦИОННЫХ И РЕКОМБИНАЦИОННЫХ

ПРОЦЕССОВ В ЛАЗЕРНОЙ ПЛАЗМЕ

1. Классификация лазерной плазмы

2. Термодинамическое ионизационное равновесие

3. Скорости элементарных процессов в плазме

4. Приближенное описание термодинамически неравновесных процессов ионизации

5. Основные ионизационные и рекомбинационные

процессы в лазерной плазме на стадии нагрева

6. Ионный состав разлетающейся лазерной плазмы, нагреваемой длинноимпульсным излучением С0Р-лазера (обзор экспериментальных данных)

Глава II. МОДЕЛЬ РАЗЛЕТАЮЩЕЙСЯ ЛАЗЕШОЙ ПЛАЗШ

1. Качественное описание взаимодействия излучения С02-лазера с веществом при плотностях
потока Ю9 - 1012 Вт/см2
2. Гидродинамическое описание взаимодействия лазерного излучения с плазменной короной в
плоском одномерном случае
3. Квазидвумерная модель лазерной плазмы
4. Критерии применимости теоретической модели
Глава III. ЗАРЯДОШЙ СОСТАВ ИОНОВ В РАЗЛЕТАЮЩЕЙСЯ
ЛАЗЕШОЙ ПЛАЗМЕ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ МИШЕНЕЙ
1. Параметры короны лазерной плазмы твердотельных мишеней при нагреве длинноимпульсным излучением С02_лазеРОВ
2. Зарядовый состав разлетающейся лазерной плазмы твердотельных мишеней

3. Соответствие теоретической модели
формирования зарядового состава разлетающейся лазерной плазмы экспериментальным данным.
Интерпретация масс-спектрометрических и коллекторных экспериментов
ШАБА 1У. ЗАРЯДОВЫЙ СОСТАВ ИОНОВ В РАЗЛЕТАЮЩЕЙСЯ ЛАЗЕНЮЙ
ПЛАЗМЕ СВЕРХЗВУКОВЫХ ГАЗОШХ МИШЕНЕЙ
1. Параметры лазерной плазмы сверхзвуковых газовых мишеней на стадии нагрева
2. Формирование зарядового состава разлетающейся лазерной плазмы сверхзвуковых газовых мишеней
3. Интерпретация масс-спектрометрических и коллекторных экспериментов со
сверхзвуковыми газовыми мишенями
Глава V. ЛАЗЕРНАЯ ПЛАЗМА КАК ИСТОЧНИК ВЫСОКО ЗАРЯДНЫХ
ИОНОВ
1. Количество высокозарядных ионов в плазме, производимой длинноимпульсным излучением
С02“лазеРа
2. Повышение выхода высоко зарядных ионов в разлетающейся лазерной плазме с помощью СВЧ-подогрева
3. Фазовый объем ионов в разлетающейся лазерной
плазме
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЖТЕРАТУРА

С появлением мощных квантошх генераторов возникло новое направление современной науки - физика лазерной плазмы. Лазерная плазма возникает при воздействии мощного сфокусированного излучения лазера на вещества, находящиеся практически в любом агрегатном состоянии, и характеризуется рядом уникальных физических свойств: высокой температурой, огромной плотностью и давлением, мощным рентгеновским излучением, эмиссией большого количества высоко зарядных ионов.
Постоянно возрастающий интерес к этой области физики связан с такими важными проблемами современной науки как управляемые термоядерные реакции, создание мощного источника рентгеновского и нейтронного излучения, получение сверхскоростных газовых и плазменных потоков.
Одним из важных аспектов применения лазерной плазмы является использование ее в качестве источника высокозарядных ионов. Идея использования лазерной плазмы для инжекции многозарядных ионов в ускоритель была впервые сформулирована в 1969 г. в работе /I/. В настоящее время потребность в высокоэффективном лазерном источнике многозарядных ионов значительно усилилась в связи с возникновением нового направления в области управляемого термоядерного синтеза - инерционного синтеза на тяжелых ионах /2/. Для ряда исследовательских работ по программе инерционного тяжелоионного синтеза требуются интенсивные источники высокозарядных тяжелых ионов, создание которых в настоящее время связывается с лазерными источниками ионов на основе С02-лазе-

Ограничение теплового потока можно учесть в форме, предложенной в /90/:
Б* = X* Те (2>6)

1 +
Змах
При Э ^ $мах выражение для ограниченного теплового потока переходит в (2.3), при 5 » $>п>ах - в (2.5).
В тяжелоионных мишенях эффективность поглощения греющего излучения повышается, поскольку коэффициент обратного тормозного поглощения пропорционален £ 2 • Как показано в предыдущей главе, в подкритической области плазменной короны, слабо запирающей как резонансное, так и нерезонансное излучение, основными ионизационными и рекомбинационными процессами будут следующие:
- ионизация электронным ударом
, - б д/ - _£§
= 2* 10 ~——2— р ес

смэ/с
- фоторекомбинация
Кг-<2':£0 ^ [см^/с]
- диэлектронная рекомбинация
^ = £ ■ 10 ‘"л/ (| )■* 1г1/2 е [ом3/о ]
(2.7)
(2.8)
(2.9)
Эе'
В закритической области, которая прозрачна лишь для нере-зонансного излучения, основными ионизационными процессами будут ионизация электронным ударом через возбужденные состояния