超短超強(qiáng)激光與等離子體相互作用中質(zhì)子發(fā)射的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、超短超強(qiáng)激光脈沖與等離子體相互作用過程中,會(huì)以脈沖形式向外發(fā)射高能質(zhì)子束.尤其是在靶背法線方向以較小錐角發(fā)射的質(zhì)子束,具有束源空間尺度小、脈寬窄、方向性好等特點(diǎn).這些特點(diǎn)使得超短超強(qiáng)激光等離子體相互作用中產(chǎn)生的質(zhì)子束具有極為廣泛的應(yīng)用前景.并且,質(zhì)子束的產(chǎn)生與相互作用過程中產(chǎn)生的超熱電子密切相關(guān),通過對質(zhì)子束的研究可以獲得超熱電子在等離子體內(nèi)產(chǎn)生和輸運(yùn)等過程的信息,而超熱電子的產(chǎn)生和輸運(yùn)又是超短超強(qiáng)激光等離子體相互作用的核心內(nèi)容之一,也

2、是慣性約束聚變快點(diǎn)火物理關(guān)心的核心問題之一.因此,為了了解超短超強(qiáng)激光等離子體相互作用中產(chǎn)生的高能質(zhì)子的性質(zhì),并為未來可能的應(yīng)用作預(yù)研,該論文開展了對超短超強(qiáng)激光等離子體相互作用中質(zhì)子發(fā)射的實(shí)驗(yàn)研究,重點(diǎn)研究了靶背法線方向發(fā)射的質(zhì)子束的產(chǎn)額、空間分布、能量分布與靶物質(zhì)厚度的關(guān)系.文章首先從慣性約束聚變?nèi)胧?簡單介紹了快點(diǎn)火模型及其意義,以及對超短超強(qiáng)激光等離子體相互作用中質(zhì)子束的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展.在理論基礎(chǔ)部分,就激光等離子體相互作用過程

3、,超短超強(qiáng)激光等離子體相互作用過程,以及質(zhì)子加速機(jī)制作了較為詳細(xì)的闡述.文章的重點(diǎn)是對實(shí)驗(yàn)研究的介紹和對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與討論.實(shí)驗(yàn)是在中國工程物理研究院聚變研究中心的超短脈沖激光裝置上進(jìn)行的.實(shí)驗(yàn)中利用CR39和Thomson離子譜儀測量了在相同激光功率密度(約5×10<'17>Wcm<'-2>)條件下,超短超強(qiáng)激光與不同厚度(5~30 μ m)銅靶相互作用中產(chǎn)生的質(zhì)子束的產(chǎn)額、角分布和能譜.實(shí)驗(yàn)中觀測到超短超強(qiáng)激光等離子體相互作用過程