激光等離子體中極端相對論性電子的朗繆爾激元湍動加速.pdf

1、在慣性核聚變的激光等離子體加速的研究中，至關(guān)重要是研究高強激光與等離子體相互作用。強激光和等離子體的相互作用是非常復(fù)雜的過程，其中存在許多非線性效應(yīng)，如自生磁場、磁重聯(lián)、電子加速、自聚焦成絲等等。然而在激光等離子體中的電子加速倍受研究工作者的關(guān)注，原因在于：在慣性核聚變的“快點火”機制中，必須由高能電子穿過稠密的等離子體把能量有效地輸運到燃料才能實現(xiàn)；基于激光的原子輻射和激光引導(dǎo)的原子核反應(yīng)需要大量的高能電子流。 目前大量的激光

2、等離子體實驗和三維粒子模擬實驗觀測到快電子是具有很高的平均能量(≥Mev)的相對論性電子，并且這些電子具有指數(shù)形式的能譜?，F(xiàn)有的加速機制，如受迫激光尾流場加速(FLWFA)、擊波加速(BWA)、激光尾流場加速(LWFA)、直接激光加速(DLA)、自調(diào)制激光尾流場加速(SMLWFA)等都能很好解釋電子為什么能夠有效的獲得能量而被加速，但是它們卻都沒能解釋為什么加速后的電子具有指數(shù)形式的能譜。 在激光等離子體中的活動區(qū)，由于波波相互

3、作用，朗繆爾激元強湍動極易激發(fā)，形成一個湍動環(huán)境，并且這種隨機湍動與粒子相互作用能有效地加速電子。自從1949年費米首先用隨機加速來解釋宇宙線快粒子的形成以后，李曉卿等詳細地研究了太陽冕區(qū)非相對論性快粒子朗繆爾湍動加速，得到了與實驗結(jié)果一致的快粒子譜。 本文在能量-動量空間中分析了含有自發(fā)輻射的各向同性分布函數(shù)的擴散方程，考慮了激光等離子體臨界面附近的物理條件，在理論上得到極端相對論性的高能電子經(jīng)朗繆爾湍動加速后的高能電子能譜，