Теоретическое исследование неравновесных распределений частиц в лазерной плазме

• Автор: Бочкарев, Сергей Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Предмет диссертации, её актуальность и научная новизна

Обзор литературы

Цели и содержание работы

Положения, выносимые на защиту

Практическая ценность результатов

Список публикаций по теме диссертации

Апробация и внедрение результатов

1 Исследование неравновесных распределений электронов в лазерной плазме

1.1 Кинетическое уравнение для электронов в квазиавтомодельной форме

1.2 Неравновесная функция распределения электронов в пространственно неоднородной плазме
1.3 Неклассический перенос и глобальные характеристики сильно неоднородной лазерной плазмы
1.4 Влияние неравновесных распределений частиц на электромагнитные свойства плазмы
1.5 Применимость развитой теоретической модели
1.6 Сопоставление полученных результатов с предшествующими
теоретическими моделями
1.7 Заключение
2 Исследование прямого лазерного ускорения электронов
2.1 Ускорение электронов при острой фокусировке фемтосекундного лазерного импульса
2.1.1 Решение волнового уравнения
2.1.2 Структура электромагнитного поля при острой фокусировке лазерного излучения
2.1.3 Ускорение электронов коротким лазерным импульсом
2.1.4 Ускорение пробного электрона в предварительно ионизованной плазме
2.2 Прямое ускорение электронов в однородной плазменной среде
2.3 Заключение
3 Исследование ускорения ионов в многокомпонентной лазерной плазме
3.1 Гибридная модель Больцмана-Власова-Пуассона
3.2 Разлет многокомпонентной плазмы
3.2.1 Общие черты процесса ускорения ионов в многокомпонентной плазме
3.2.2 Ускорение легких ионов и влияние их парциальной концентрации на процесс ускорения
3.2.3 Ускорение тяжелых ионов, находящихся в различных зарядовых состояниях
3.3 Влияние параметров электронной компоненты плазмы на ускорение ионов
3.4 Влияние длительности и формы лазерного импульса на ускорение ионов
3.5 Заключение
Заключение диссертации
Список литературы

Предмет диссертации, её актуальность и научная новизна
Исследования воздействия мощного лазерного излучения на вещество свидетельствуют о формировании в образующейся плазме сильно неравновесных распределений частиц (как электронов, так и ионов), которые определяют различные процессы в плазме. В частности, воздействие мощного лазерного излучения на плазму сопровождается появлением частиц сверхвысоких энергий, что привлекает повышенный интерес в связи с проводимыми в настоящее время экспериментами и предлагаемыми практическими приложениями. Для интерпретации экспериментальных данных требуется привлечение теоретических моделей, описывающих такие неравновесные распределения частиц. Проблема их описания встала еще в 70-ых годах, после того как в середине шестидесятых Н. Г. Басовым и О. Н. Крохиным впервые была сформулирована идея о возможности создания высокотемпературной плазмы с помощью лазерного излучения [1] для использования в целях реализации лазерного термоядерного синтеза (ЛТС). Однако даже сейчас многие вопросы кинетики частиц лазерной плазмы все еще остаются открытыми, что будет показано ниже.
Важным направлением исследований по проблеме ЛТС является описание явлений переноса и, прежде всего, переноса энергии, доставляемой лазером на мишень. В переносе тепла в глубокие слои плазмы (в закритиче-скую область) значительную роль играет электронная теплопроводность, поскольку именно электроны, а не тяжелые частицы - ионы, переносят

к/к

(а)
К / к.

(б)
Рис. 1.6: Зависимость безразмерного коэффициента теплопроводности 5 к/«5я от параметра столкновителыюсти (а) для а = 1.2 (1), а = 3/2 (2), а = 5/2 (3) и зависимость н/к$ц от параметра уравнения состояния а (б) дм 6 = 0.3.