激光等离子体中阿尔芬波的研究

发布时间：2017-05-25 14:26

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【摘要】：激光等离子体(LP)是一种实验室等离子体。将一束高能量密度的激光入射到固体靶上,靶物质被加热、电离形成温度为千电子伏量级的高温等离子体,此时激光的高能量交给等离子体中的粒子,变成粒子的能量。激光等离子体物理形成于最近二三十年内,发展迅速并涉及到许多方面,是激光驱动粒子加速器等重大应用的学科基础。激光等离子体与天体及空间等离子体相比,在密度分布以及磁场分布有着一定的区别与联系。目前已经能够在实验室中产生接近部分天体环境物理条件的激光等离子体。阿尔芬波(AW)广泛存在于绝大部分能量以高能粒子的形式存在的托卡马克等离子体和宇宙空间物理环境中。据研究,阿尔芬波对空间中高能粒子的形成有着非常重要的作用,同时阿尔芬波在包括磁层-电离层的耦合,太阳日冕加热和太阳风加速,重物质的吸积盘物理和星际介质物理等空间物理和天体物理都有着广泛的作用。本论文首先阐述了激光等离子体以及阿尔芬波的研究进展及其在对粒子加热及加速方面的应用情况,简要介绍了研究等离子体的基本参数,列出了三种常用的描述方法,并给出阿尔芬波的物理意义,提供必要的基本概念和基础知识。其次,系统地介绍了动理学阿尔芬波(KAW),分别运用磁流体动力学(MHD)和动理学两种方法推导了空间和天体等稀薄离子体中KAW色散关系并描述了KAW的两种产生机制,这给我们进一步分析激光等离子体中动理学阿尔芬波加速机制奠定了基础。第三,根据地球极光发生时地球和高空大气的参数,设置温度、密度模型,结合推导的动理学极限下的色散关系,分析KAW的参数特性。同时,根据我们实验室得到的激光等离子体的一些参数,建立激光等离子体中KAW的模型,探讨在空间等离子体中对粒子加热及加速机制起重要作用的KAW在激光等离子体中的特征,分析KAW在激光等离子体的实验室存在的特性。最后,总结了论文的主要工作,并关于激光等离子体中的KAW这一领域的进一步发展展望做了一个简单评述。
【关键词】：激光等离子体 动理学阿尔芬波 磁流体动力学
【学位授予单位】：鲁东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O53;TN24
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 研究现状及意义12-15
• 1.2 论文主要研究内容及意义15-18
• 1.2.1 问题的提出15-16
• 1.2.2 论文结构16-18
• 第2章 理论基础18-28
• 2.1 等离子体18-23
• 2.1.1 等离子体的基本参量18-19
• 2.1.2 等离子体的研究方法19-23
• 2.2 阿尔芬波23-28
• 2.2.1 形成机制23-25
• 2.2.2 色散关系及应用25-28
• 第3章 动理学阿尔芬波28-42
• 3.1 KAW的色散关系28-37
• 3.1.1 MHD描述方法28-32
• 3.1.2 动理学描述方法32-37
• 3.2 KAW的产生机制37-41
• 3.2.1 漂移波不稳定性38
• 3.2.2 模式转换38-41
• 3.3 本章小结41-42
• 第4章 动理学阿尔芬波的应用42-55
• 4.1 应用于极光模型42-46
• 4.1.1 极光42
• 4.1.2 极光模型中KAW特性42-46
• 4.2 应用于激光等离子体模型46-54
• 4.2.1 激光等离子体参数47-51
• 4.2.2 激光等离子体中KAW的特征51-54
• 4.3 本章小结54-55
• 第5章 总结与展望55-57
• 5.1 论文总结55
• 5.2 展望55-57
• 参考文献57-65
• 附录65-66
• 作者简历66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 陈民;盛政明;马燕云;张杰;;第一讲 台面型电子加速器——激光尾波场加速器[J];物理;2006年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 李克华;低频阿尔芬波非共振加热等离子体的粒子模拟[D];南华大学;2012年

  本文关键词：激光等离子体中阿尔芬波的研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：394038