导读:本文包含了超热电子论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:电子,等离子体,激光,相互作用,粒子,密度,电子束。
超热电子论文文献综述
刘浩[1]（2019）在《强激光与固体靶相互作用中超热电子与太赫兹辐射的研究》一文中研究指出对于强场物理的研究来说,诊断技术是除超强激光技术之外的另一重要组成。强激光与固体靶相互作用会产生大量的超热电子,诊断这些超热电子对于理解激光吸收机制和超热电子束流在靶中输运过程非常关键,也是应用超热电子束流的基本要求。强激光与固体靶相互作用过程中在靶前和靶后都有强太赫兹辐射产生,这为发展强太赫兹辐射源提供新的路径。同时因为强太赫兹辐射的产生机制与超热电子密切相关,所以它也为我们诊断超热电子提供了新的媒介。本论文聚焦强激光固体靶相互作用过程中超热电子和太赫兹辐射的诊断发展和实验研究,发展了一套超热电子数目和角分布实时诊断仪器、一套宽带太赫兹频谱单发测量仪器以及一种高性能太赫兹波形单发测量技术,并且利用这些诊断研究了超热电子和太赫兹辐射对激光和固体靶参数的依赖关系。借助纳米阵列结构,提升了激光吸收效率,显着增强了超热电子和靶后太赫兹辐射。超热电子在靶前被激光场加速以后会向靶后输运,一部分克服靶后鞘层场逃逸到真空中,测量逃逸电子是一种直接诊断超热电子的手段。本文提出利用光纤诊断逃逸电子的新方法,其基本原理是逃逸电子在光纤中引发切伦科夫辐射,通过测量光纤中的切伦科夫辐射来诊断逃逸电子。从理论上研究了由电子束引发的切伦科夫辐射在光纤中的产生和传输特性,在实验中通过多种鉴别手段验证了利用光纤诊断超热电子的可行性。在此基础上发展了基于光纤切伦科夫辐射的超热电子数目和角分布诊断系统。基于这些诊断,我们系统地研究了在不同条件激光和固体靶条件下超热电子数目的变化规律。和其他诊断方法相比,基于光纤切伦科夫辐射的超热电子诊断具有实时、离子和X射线噪声低和无电磁脉冲干扰等优点。基于强激光等离子体相互作用的太赫兹辐射源具有发与发之间存在抖动和超宽带的特点,现有的太赫兹频谱测量方法或是基于多发扫描、或是工作带宽较窄,从而对强激光等离子体太赫兹辐射源并不适用。鉴于此,我们发展了一套多通道太赫兹谱仪,该谱仪由热释电探测器、高阻硅太赫兹分束片以及太赫兹窄带滤片构成。对其谱响应率进行标定后,应用这套谱仪,我们在大能量皮秒激光等离子体相互作用实验中对靶前和靶后太赫兹辐射频谱分别进行了研究。通过测量不同激光、靶和预等离子体条件下的太赫兹辐射频谱,分析了靶前太赫兹和靶后太赫兹辐射不同频段的产生机制。靶后太赫兹辐射主要是源于超热电子穿越靶后等离子体—真空界面时引发的相干渡越辐射,太赫兹辐射波形反映了超热电子脉冲结构,所以单发诊断太赫兹辐射脉冲波形非常重要。我们发展了一套基于反射式阶梯镜对的单发波形测量系统,这种方法具有高时间分辨率和宽探测时间窗口两个优点。基于这个方法,在飞秒强激光与固体靶相互作用实验中研究了激光光强、激光偏振、靶厚度以及激光离焦距离对靶后太赫兹辐射波形的影响。我们还同时从测量了靶后逃逸电子和光学渡越辐射。基于相干渡越辐射理论,通过对太赫兹波形脉冲的分析得出实验测量到的太赫兹波形主要是由于叁个电子脉冲产生。波形测量结果和电子测量结果相互验证。实验发现激光强度和输运距离是影响光学渡越辐射的两个主要因素,光学渡越辐射随激光强度减小而减小,随输运距离增加指数减小。已有研究表明靶表面微纳结构可以显着增强激光能量的吸收效率。利用物理所20TW激光装置和上海交大200TW激光装置,我们系统地研究了铜纳米柱阵列和有铜纳米柱填充的纳米孔阵列对超热电子和靶后太赫兹辐射的增强作用。对于纳米柱阵列靶,随着纳米柱长度增加,靶后太赫兹辐射先增强后减弱。靶后产生的超热电子测量结果与太赫兹能量变化趋势一致,符合渡越辐射理论预期。PIC模拟结果显示纳米柱阵列能显着增加激光吸收效率,提高超热电子数量。对于有铜纳米柱填充的纳米孔阵列,在低光强下,靶后太赫兹辐射随填充纳米柱长度增加先增强后减弱,存在一个最佳的纳米柱长度对应最强的太赫兹辐射,在高光强下,随着丝长度的增加,靶后太赫兹辐射不断增加,电子测量结果与太赫兹测量结果吻合。此外还发现填充纳米柱可以提高固体靶的电导率,促进超热电子输运。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-05-01）
孔凡婧,秦刚[2]（2019）在《2008年4月24日行星际激波事件相关联的超热电子90°投掷角的增强》一文中研究指出利用测试粒子数值模拟的方法研究了与STEREO-A卫星观测到的2008年4月24日行星际激波事件相关联的超热电子90°投掷角的增强.根据激波到达前给定时刻超热电子的观测分布,拟合得到不同投掷角的初始分布函数;在给定的激波参数下,采用时间向后的方法计算特定能道上激波下游超热电子的投掷角分布.由于超热电子具有较高的共振频率,模拟采用的磁场湍流谱包含了低能电子发生共振的耗散区.对以215.76, 151.67,106.63 eV为中心的叁个能道进行了模拟.结果表明,不同能道上超热电子在激波下游的投掷角分布均在90°投掷角附近出现峰值,呈现出明显的90°投掷角增强,这与观测结果符合得很好.可以认为在激波对电子的加速过程中,电子与湍流耗散区的共振对90°投掷角的增强具有重要作用.(本文来源于《空间科学学报》期刊2019年02期）
徐涵,卓红斌,杨晓虎,侯永,银燕[3]（2017）在《超热电子在稠密等离子体中输运的混合粒子模拟方法》一文中研究指出相对论激光等离子体相互作用以及所产生的带电粒子束在高密度等离子体中的输运行为非常重要.该物理问题的数值模拟研究仍面临技术挑战.本文介绍一种粒子/流体混合模拟方法.该方法中超热电子采用动力学方法描述,背景冷的稠密等离子体采用简化的流体方程描述,适合于超热电子密度远小于背景电子密度,超热电子能量远大于背景电子温度.我们的叁维并行混合模拟程序HEETS的模拟结果表明:背景材料的电离和电阻率模型至关重要,将严重影响高能电子输运过程的模拟.(本文来源于《计算物理》期刊2017年05期）
张皓初[4]（2017）在《密度调制等离子体中受激拉曼散射及超热电子产生的理论模拟研究》一文中研究指出受激拉曼散射(Stimulated Raman Scattering,SRS),作为激光与等离子体相互作用的一种不稳定性,在惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion,ICF)中扮演着极其重要的角色。一方面,SRS产生的两支子波,即电子等离子体波(electron plasma wave,EPW)和散射光,会带走泵浦光能量,降低激光能量到靶丸的耦合效率。另一方面,SRS产生的高相速度的EPW会通过波粒相互作用产生超热电子,导致靶丸预热而降低其压缩率。SRS的发生区间位于等离子体四分之一临界密度以下,且阈值较低,在ICF的几种点火方式中都有存在。其演化过程与等离子体参数(密度、温度及标长等)和激光参数(光强、频率等)都有密切关系,而其中等离子体密度则是重要的影响因素之一。实际的聚变过程中会存在不同形式的等离子体空间密度分布,这会产生迥异的SRS演化行为。本文主要针对密度调制等离子体中SRS的时空演化特征及超热电子的产生开展研究,主要包括以下叁部分:第一部分(第二章)介绍了SRS的线性增益因子理论,包括对等离子体加以密度调制之后的线性理论修正。通过在线性Vlasov方程中增加空间调制项,可得到EPW在傅里叶空间的谐波解。这些谐波会吸收基模的能量,等效于增加了EPW的朗道阻尼(Landau damping)。谐波的强度、分布以及最大阶数都是与调制参数相关的。这里主要研究了朗道阻尼与两种调制参数,即调制幅度ε和调制波数ks的关系,其变化趋势与ε正相关,与ks反相关。同时,在EPW的kλDe(k为EPW波数,λDe为等离子体电子德拜半径)较小的参数区间,调制影响明显。第二部分(第叁章)通过Vlasov模拟,分别在对流和绝对两个参数区间,研究了密度调制对SRS的线性及非线性阶段增长和饱和的影响。在对流条件下,我们主要进行了多种调制参数下SRS背散增益与理论模型计算结果的对比,得到了一致结果。在绝对条件下,选取调制效果较明显的长波参数ks= 0.1kl(kl为基模波数),发现调制会产生EPW的周期性时空结构与SRS反射率的振发,即在非线性阶段,合适的密度调制条件会周期性地增强SRS,影响非线性波粒相互作用。第叁部分(第四章)作为第二部分工作的延续,研究了密度调制对电子加速的影响。在这里调制波数ks是一个决定性参量。短波调制kks = 0.5kl时,谐波的数目有限且在谱空间的间隔较大,调制产生的影响仅仅是在谐波各自的相速度附近形成分层的捕获结构,如果谐波强度达到一定水平,满足共振重迭条件,便可能发生相邻两层相岛结构的融合。长波调制ks= 0.1kl下,谐波数目多且相互间隔小,在完全捕获处于其相速度附近的电子之前,这些电子便可能又被更高一级相速度的谐波捕获。这种多级谐波引起的级联加速机制会产生数目较多、范围较广的高能电子。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2017-05-01）
李博原[5]（2017）在《超强激光产生的超热电子在微纳结构靶中的输运研究》一文中研究指出在超强激光与固体靶相互作用过程中,一大部分激光能量将被吸收而转化给向前传输的超热电子。由于超热电子束能够广泛地应用于惯性约束聚变快点火,离子加速,微焦点X射线源,正电子产生等研究领域,超热电子的产生和输运研究得到了广泛关注。一般的,这些应用希望得到一束准直性好、束斑半径小的电子束。然而,大量的实验和模拟结果发现激光辐照固体靶产生的超热电子束总是具有一个比较大的发散角。目前为止,造成超热电子发散角的影响因素还未得到完全理解,但是可以肯定的是,由于相互作用面附近的Weibel不稳定性,电子束发散角是不可避免的。为了约束超热电子束,人们提出了许多导引和准直的方案。最近的实验证明利用微纳阵列结构,如金属纳米丝和碳纳米管,可以有效导引超热电子。通过使用这类靶,可以人为地构造一些沿着某一方向同轴的微米或纳米丝,然后控制电子沿着丝运动。然而,之前的结果均是在飞秒激光条件下完成的。一般而言,皮秒束激光更适用于高亮度X射线源、快点火以及提高正电子产额,并且高能量激光对靶结构要求更苛刻。基于此,本文围绕皮秒超热电子束在微纳结构靶中的输运开展了以下四个方面研究。首先,对超热电子束发散角的产生因素进行了分析。详细讨论了 Weibel不稳定性发散机制,研究了相对论激光频率和功率密度对超热电子束发散角的影响。通过理论分析和PIC模拟,发现相对论激光与固体靶作用产生的超热电子束的初始发散角只随激光频率增加而增大,与激光功率密度几乎没有关系。超热电子发散角和激光功率密度无关,原因在于产生初始发散角的两种主要机制—有质动力效应和靶前韦伯不稳定性的横向压力随激光功率密度提高的同时,超热电子平行动量也同比增长,导致v⊥/v||值保持不变。因此,在后续研究中不考虑电子发散角随激光功率密度的变化。之后,研究了皮秒超热电子束在纳米丝靶中的输运。通过二维含碰撞的粒子模拟发现,表面电场在皮秒输运过程中可以忽略,超热电子束一开始受丝阵内生成的强磁场导引和准直。随后由于等离子体膨胀,丝阵结构会发生分解,但是超热电子束仍然能够被靶内感生的电阻率磁场准直,使得超热电子输运效率比无碰撞时还要高。根据模拟结果,建立了一个输运解析模型并得到了纳米丝靶准直超热电子束的临界条件,结果显示为了保持皮秒超热电子束准直性,纳米丝需要具有宽度和占空比。根据临界条件设计了纳米丝靶并开展了实验,实验结果显示超热电子束在靶内具有好的准直性和略微聚焦。再者,提出了利用微纳多孔阵列靶操控超强激光产生的超热电子束。通过实验证明了微纳多孔阵列靶可以控制超热电子束方向并约束束斑大小。更有趣的是,电子束在多孔阵列内呈现特殊的环状输运结构。通过二维粒子模拟对实验现象进行了分析,发现电子在靶内受到一些微结构磁场的调制。由于磁场沿轴向衰减,超热电子平均角发散沿着纳米孔逐渐减小。能量低于一定阈值的电子在中心形成一个准直的束,能量高于阈值的电子在边缘形成等间距的环流。能量阈值与纳米孔间距有关,可以通过调节纳米孔间距来实现人为操控电子束准直或成环。准直束有利于提高能量集中度和空间紧凑型,环形束有利于提高强流电子束的电流极限。最后,研究了超热电子在微纳结构靶中的输运效率。通过双Kα示踪层方法分别测量了超热电子在微纳多孔阵列靶和平面靶内阻抗输运系数和射程。发现对于MeV级的电子,其射程大约在100μm左右,当电子输运距离等于阻抗射程时,电子束的能量降低为初始的25%。通过实验结果,我们发现超热电子在微纳结构靶中的射程比平面靶中高叁倍,输运效率高于平面靶并且与平面靶的输运效率比值随着输运距离增加。在厚靶中,超热电子在微纳结构靶中的输运效率可能比平面靶中高一个量级。因此,可以利用微纳结构靶来有效提高超热电子输运效率。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2017-04-25）
张强强,魏来,杨祖华,钱凤,陈勇[6]（2016）在《用于超热电子诊断的单色X射线成像技术》一文中研究指出基于球面弯晶设计了一套二维分辨的单色成像系统,使用光学仿真软件对系统进行了成像模拟。对金网格进行了背光成像,获得了8.048keV的单色网格成像,空间分辨率可达9μm。在神光II(SG-II)升级激光装置上,利用该成像系统成功获取了二维锥靶的Kα自发光单色图像。结果表明,该成像系统能够胜任快点火物理实验中超热电子的诊断。(本文来源于《光学学报》期刊2016年12期）
蔡达锋,谷渝秋,郑志坚,周维民,焦春晔[7]（2014）在《激光-薄膜靶相互作用中前向超热电子的产额及能量转化效率》一文中研究指出采用飞秒激光与薄膜靶相互作用测量了前向超热电子的分布和能谱。结果显示,前向超热电子主要集中在靶背法线方向附近区域发射,而超热电子的能谱呈双温类麦克斯韦分布。根据所测超热电子能谱和分布推算出前向超热电子总产额约1.23×108shot-1和前向超热电子的总能量约4.65×1011keV.shot-1,最后给出激光能量转化为前向超热电子能量的转化效率约5.72×10-4,这些结果与文献[17]的较好地一致。(本文来源于《核聚变与等离子体物理》期刊2014年01期）
王玲华[8]（2013）在《太阳风超热电子》一文中研究指出We present a statistical survey of～2-20 keV superhalo electrons in the solar wind measured by the SupraThermal Electron(STE)instrument onboard the two STEREO spacecraft,during quiet-time periods from March 2007 through March 2009 at solar minimum.The observed superhalo electrons have a nearly isotropic angular distribution and a power-law spectrum,f∝v-γ,withγranging from 5 to 8.7,with nearly half between 6.5 and 7.5,and an average index of 6.69±0.90.The observed power-law spectrum varies significantly on a spatial scale of>~0.1 AU and temporal scale of~days.The integrated density of quiet-time superhalo electrons at 2-20 keV ranges from～10-8cm-3 to 10-6 cm-3,about 10-9–10-6 of the solar wind density and it,as well as the power-law spectrum shows no correlation with solar wind proton density,velocity or temperature.The density of superhalo electrons decreases by approximately one order of magnitude between early 2007 and early 2009,probably reflecting the decay of solar cycle 23 and the approach to its unusually deep activity minimum,while the power-law spectral indexγhas no solar-cycle variation.These quiet-time superhalo electrons are present even in the absence of any solar activity,e.g.,active regions,flares or microflares,type Ⅲ radio bursts,etc.,suggesting that they may be accelerated by resonant wave–particle interactions in the interplanetary medium,or by nonthermal processes related to the acceleration of the solar wind such as nanoflares.(本文来源于《中国空间科学学会空间物理学专业委员会第十五届全国日地空间物理学研讨会摘要集》期刊2013-06-09）
杜华冰[9]（2013）在《ICF中keV能区X光辐射能量及超热电子能量沉淀区域研究》一文中研究指出在惯性约束聚变(ICF)实验中,激光等离子体会产生强烈的X光辐射,X光辐射含有大量的信息,X光诊断在ICF实验中占有重要的地位。激光等离子体辐射的X光覆盖的能谱范围很宽,既有光子能量低至约10eV的低能软X光,也有高到几百keV的硬X光,其中激光作用金等离子体产生的M带辐射位于keV能区。在间接驱动ICF研究中,激光波-波非线性相互作用(共振吸收、受激喇曼散射及双等离子体衰变等)会产生超热电子、超超热电子等高能电子。金的M带辐射等keV能区硬X光以及高能电子都有可能穿透靶丸推进层直接加热DT燃料,导致燃料熵增,从而降低内爆效率,因此研究金M带辐射特性和超热电子能量沉积区域可以增加我们对激光腔靶作用物理过程和NIF点火黑腔靶的定量理解。另一方面,背光照相是高能量密度物理研究中重要的诊断技术,keV能区X光的背光成像技术是研究内爆压缩过程和诊断高密度压缩区的重要手段之一,背光源的亮度在很大程度上决定了物理图像的质量,因此研究不同靶材料的keV能区X光转换效率是背光照相实验设计的重要基础。本论文在神光Ⅱ激光装置上研究了长脉冲keV能区X射线背光源及腔靶内M带X光辐射规律,系统地阐述了激光与腔靶相互作用产生超热电子的物理机制,并应用MCNP程序对超热电子在NIF点火靶中能量传输及其在靶丸中的能量沉积进行了模拟。在以下叁个方面取得了一定进展：1.采用滤片配X射线二极管阵列方式研究了背光靶keV能区X射线转换效率。实验结果显示Ti平面靶类He-α (4.75keV)线辐射转换效率约是Ti02泡沫平面靶的7倍。2.研究了不同尺寸腔靶中的金M带X光能量及发射时间过程。通过时间定标获得了可与激光时间过程相关联的金M带X光的发射时间行为。实验结果表明随着腔体尺寸减小金M带能量相对份额明显增加；随着探测器与腔轴之间角度的增加,探测器测量到的M带能量变小；输运(R-T)腔的金M带能量份额比大腔靶M带能量份额要高。3.采用MCNP程序开展了腔内超热电子传输及其在靶丸中能量沉积的模拟计算。通过假定超热电子在NIF点火黑腔靶中的分布,模拟计算了超热电子对靶丸各部分的预热影响,给出了超热电子在靶丸燃料中沉积的能量及能谱分布。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2013-05-01）
赵家瑞,于全芝,梁天骄,陈黎明,李玉同[10]（2013）在《利用光核反应对激光等离子体中超热电子温度诊断的理论研究》一文中研究指出超短超强激光与等离子体相互作用可以产生高能的超热电子,利用光核反应的方法可以对这部分超热电子的温度进行诊断.本文通过粒子输运程序(MCNP),模拟了超热电子通过轫致辐射产生γ光子,γ光子再分别与63Cu,107Ag,12C等活化材料发生光核反应的物理模型,并根据核素的活化截面数据,计算了不同活化片的放射性活度,得到了11C/62Cu,11C/106Ag活度比与电子温度关系曲线,采用理论模拟的方法实现了激光等离子体产生的超热电子的温度诊断.(本文来源于《物理学报》期刊2013年07期）
超热电子论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
利用测试粒子数值模拟的方法研究了与STEREO-A卫星观测到的2008年4月24日行星际激波事件相关联的超热电子90°投掷角的增强.根据激波到达前给定时刻超热电子的观测分布,拟合得到不同投掷角的初始分布函数;在给定的激波参数下,采用时间向后的方法计算特定能道上激波下游超热电子的投掷角分布.由于超热电子具有较高的共振频率,模拟采用的磁场湍流谱包含了低能电子发生共振的耗散区.对以215.76, 151.67,106.63 eV为中心的叁个能道进行了模拟.结果表明,不同能道上超热电子在激波下游的投掷角分布均在90°投掷角附近出现峰值,呈现出明显的90°投掷角增强,这与观测结果符合得很好.可以认为在激波对电子的加速过程中,电子与湍流耗散区的共振对90°投掷角的增强具有重要作用.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
超热电子论文参考文献
[1].刘浩.强激光与固体靶相互作用中超热电子与太赫兹辐射的研究[D].中国科学院大学(中国科学院物理研究所).2019
[2].孔凡婧,秦刚.2008年4月24日行星际激波事件相关联的超热电子90°投掷角的增强[J].空间科学学报.2019
[3].徐涵,卓红斌,杨晓虎,侯永,银燕.超热电子在稠密等离子体中输运的混合粒子模拟方法[J].计算物理.2017
[4].张皓初.密度调制等离子体中受激拉曼散射及超热电子产生的理论模拟研究[D].中国工程物理研究院.2017
[5].李博原.超强激光产生的超热电子在微纳结构靶中的输运研究[D].中国工程物理研究院.2017
[6].张强强,魏来,杨祖华,钱凤,陈勇.用于超热电子诊断的单色X射线成像技术[J].光学学报.2016
[7].蔡达锋,谷渝秋,郑志坚,周维民,焦春晔.激光-薄膜靶相互作用中前向超热电子的产额及能量转化效率[J].核聚变与等离子体物理.2014
[8].王玲华.太阳风超热电子[C].中国空间科学学会空间物理学专业委员会第十五届全国日地空间物理学研讨会摘要集.2013
[9].杜华冰.ICF中keV能区X光辐射能量及超热电子能量沉淀区域研究[D].中国工程物理研究院.2013
[10].赵家瑞,于全芝,梁天骄,陈黎明,李玉同.利用光核反应对激光等离子体中超热电子温度诊断的理论研究[J].物理学报.2013
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