MeV电荷粒子束诊断陡峭密度梯度的蒙特卡罗模拟

发布时间：2020-09-16 12:45

　　 在惯性约束聚变(ICF)内爆过程中,瑞利-泰勒不稳定性(RTI)在初期倾向于破坏内爆壳,后期又会阻止中心热斑的形成。为精确观测密度轮廓及流体力学不稳定性,诊断的空间分辨能力需要达到1 gm量级。基于超短超强激光驱动的电荷粒子源(电子和质子)具有源尺寸小、准单能、脉宽窄以及与激光严格同步等优点,在等离子体诊断中应用广泛。对于电荷粒子束,其偏转特性可用来诊断等离子体中的电磁场,吸收特性可用以反映等离子体面密度等信息。除此之外,电荷粒子束在物质中的散射特性也日益受到广泛关注。电子或质子在物质中的散射截面要远远大于X射线,原则上利用其散射信号可对密度轮廓或间断面进行放射照相。本文基于电荷粒子束的散射特性,通过数值模拟研究了MeV电荷粒子束放射照相,结果表明电荷粒子束在诊断密度梯度时具有高空间分辨、灵敏等能力。论文工作分为两个部分：1)首先,模拟了MeV电荷粒子束对线性密度梯度层的放射照相。结果表明,密度梯度不同,对电荷粒子束产生的调制也不同。密度梯度越陡,调制越明显；相反,密度梯度越缓,调制越小。当密度梯度大于1μm时,调制可以忽略不计。其中,电子束可分辨小于1μm的密度梯度,而质子束可分辨小于约等于0.5 μm的密度梯度。相同条件下,电子照相产生的调制大于质子的。2)其次,模拟了MeV电荷粒子束对激光烧蚀平面靶的放射照相。结果表明,密度梯度小于0.5或1μtm的区域能够产生明显的调制,而当密度梯度大于1μm时,调制不可见。模拟结果符合第一部分结论。
【学位单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TL632
【部分图文】：

的一些措施反过来又会降低能量的锅合率Ｗ。同时，直接驱动对驱动束的均匀性逡逑要求很高，不均匀的驱动束会在帮丸上产生扰动并被流体力学不稳定性放大。逡逑图１．３所示为激光惯性约束聚变的物理过程图解Ｗ。１、激光束或Ｘ光福照逡逑靴丸表面，形成等离子体冕区；２、靴丸由于外表面爆裂产生向内的反作用力而逡逑被压缩；３、帮丸密度增大上千倍，温度达到上亿度，进入点火阶段；４、祀丸发逡逑生聚变核反应，向四周释放出巨大的热量。逡逑２’＼室／逦４？O嗗义

本文编号：2819868