Теоретические основы рентгеноспектральной диагностики короткоживущей плотной плазмы

• Автор: Скобелев, Игорь Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 326 с. : ил.

ГЛАВА 1. КИНЕТИКА МНОГОЗАРЯДНЫХ ИОНОВ В ПЛОТНОЙ

КОРОТКОЖИВУЩЕЙ ПЛАЗМЕ.

1.1. Кинетические уравнения и релаксационные характеристики ионов 13 в квазистационарном приближении.
1.2. Релаксационные процессы для ионов с одним электроном во 19 внешней оболочке (Н-, Ьі- и Ыа-подобные ионы).

1.2.1. Релаксационные характеристики процесса рекомбинации

1.2.1.1. Кинетические характеристики процесса рекомбинации при 20 высокой плотности электронов.
1.2.1.1.3. Связь одноквантового и диффузионного приближений. 27 Диффузионное приближение с модифицированным коэффициентом диффузии.
1.2.1.2. Процесс рекомбинации при низких и промежуточных 30 плотностях электронов. Ударно-излучательная рекомбинация.

1.2.1.3. Энергетические характеристики процесса рекомбинации

1.2.1.4. Сопоставление характеристик процесса рекомбинации для 34 Н-, 1л- и Ыа-подобных ионов.
1.2.2. Релаксационные характеристики процесса ионизации
1.2.2.1. Трехуровневая кинетическая модель
1.2.2.2. Плазма высокой плотности
1.2.2.3. Разреженная плазма
1.2.2.4.Границы области радиационно-столкновительной 50 кинетики.
1.2.2.5. Ограничения расчетной кинетической модели
1.2.1Л. 1. Диффузионное приближение.
1.2.1.1.2. Одноквантовое приближение.

1.2.3. Аппроксимационные формулы для релаксационных 55 характеристик ионов с одним электроном во внешней оболочке.
1.2.3.1. Релаксационные характеристики процесса рекомбинации
1.2.3.2. Релаксационные характеристики процесса ионизации
1.3. Релаксационные процессы для ионов с двумя электронами во 60 внешней оболочке (Не-подобные ионы).
1.3.1. Расчетная модель
1.3.2. Скорости и энергии рекомбинации (ионизации). Эффект 61 рекомбинационного охлаждения.
1.3.3. Коэффициенты заселения
1.4. Релаксационные процессы для Ие-подобных ионов
1.5. Рентгеноспектральные методы диагностики плазмы с 78 нестационарным ионизационным состоянием
1.5.1. Определение плотности рекомбинирующей лазерной плазмы 79 по спектрам гелиеподобных ионов.
1.5.2. Интенсивности резонансных линий Н-подобных ионов и их 83 диэлектронных сателлитов в рекомбинирующей плазме.
1.5.3. Метод определения параметров плазмы с нестационарным 87 ионизационным состоянием по относительным интенсивностям Кспектров многозарядных ионов.
1.5.3.1. Чисто корональная плазма
1.5.3.2. Плазма не слишком малой плотности
Выводы к Г лаве 1
ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ ГОРЯЧИХ ЭЛЕКТРОНОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ 98 ИЗЛУЧАТЕЛЬНЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ СПЕКТРОВ
КОРОТКОЖИВУЩЕЙ ПЛОТНОЙ ПЛАЗМЫ.
2.1 Влияние горячих электронов на излучательные рентгеновские 102 спектры короткоживущей плазмы твердотельных мишеней.
2.2. Роль горячих электронов в формировании излучательных
рентгеновских спектров плазмы кластерных мишеней.
2.2.1. Особенности наблюдаемых рентгеновских спектров.
2.2.2. Модель плазменной динамики.
2.2.3. Кинетический расчет.
2.2.4. Сравнение результатов расчета с наблюдаемым спектром.
2.2.5. Использование рентгеноспектральных методов для диагностики кластерной плазмы.
2.2.5.1. Экспериментальные установки и методики расчетов.
22.5.2. Влияние свойств кластерной мишени на характеристики плазмы.
2.2.5.З. Влияние свойств лазерного импульса на характеристики плазмы.
2.2.6. Заключение.
Выводы к Главе 2.
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ БЫСТРЫХ ИОНОВ НА ЭМИССИОННЫЕ РЕНТГЕНОВСКИЕ СПЕКТРЫ ПЛОТНОЙ КОРОТКОЖИВУЩЕЙ ПЛАЗМЫ.
3.1. Быстрые ионы в лазерной плазме, создаваемой при нагреве плоских мишеней.
3.1.1. О роли резонансного поглощения лазерного излучения при генерации быстрых ионов в лазерной плазме.
3.1.2. Генерация быстрых ионов в фемто- и пикосекундной лазерной плазме при низких потоках нагревающего излучения.
3.2. Наблюдение ионов с энергиями до 1 МэВ, образующихся при взаимодействии 60 фс лазерного импульса с кластерами.
3.2.1. Профили спектральных линий в разлетающейся плотной плазме.
3.2.1.1. Оптически тонкая плазма.
3.2.1.2. Оптически толстая плазма.

возрастание Ne приводит к выходу на предельное больцмановское значение.
ю-«

Рис. 1.12. Отклонение скорости ионизации от коронального значения как функция электронной плотности плазмы.
1.2.2.4. Границы области радиационно-столкновительной кинетики.
На рис. 1.13 нанесены границы раздела областей параметров плазмы Г]е, ве, характеризующихся различными механизмами процесса ионизации. Зависимости t]e,Kn(9J, полученные из численных расчетов, соответствуют режиму, когда вклад ступенчатой ионизации через возбужденные уровни в скорость ионизации S сравнивается с вкладом прямой ионизации из основного состояния. В соответствии со сказанным выше, при этих параметрах SEmH = const и для заданного иона граница перехода от корональной кинетики к радиационно-столкновительной для величин S и Еит описывается общей кривой. Напротив, переход от радиационно-столкновительной кинетики к чисто столкновительной для величин S и Е,юн происходит при разных значениях параметров плазмы: rfe,c„(9J и rfe,cn(6J задают параметры rje, ве, при которых величины S и Еион отличаются в два раза or предельных больцмановских значений. Из рис. 1.13 видно, что для каждой из рассматриваемых изоэлектронных последовательностей в широкой области изменения Т]е, ве