激光诱导的光核中子和等离子体对撞聚变中子产生研究

发布时间：2021-02-22 00:45

　　自从啁啾脉冲放大（CPA）技术发明以来,激光功率密度得到了大幅度提升,大大推动了激光与物质相互作用这一领域的发展,其中就包括激光诱导光核中子源方向。相比于传统中子源,超短超强激光诱导的光核中子源具有脉冲短（数十ps）、峰值通量高（1018～1021n/cm2/S）、体积小可台面化的特点,未来可能在快中子共振照相、中子辐照损伤、实验室天体核物理研究等领域发挥重要的作用。本文主要包括激光诱导的光核中子的产生与特性研究和等离子体对撞聚变中子的产生区域研究两个部分,研究内容涵盖以下几个方面:一、通过数值计算和蒙特卡罗（MC）模拟方法,研究了靶材料、靶尺寸和电子束参数对光核中子产额以及中子特性的影响。通过采用超热电子温度的有质动力定标率与韧致辐射的半经验模型,计算了不同功率密度下激光打靶产生的超热电子在转换体中输运诱发的光核反应数,发现当功率密度高于5x1019W/cm2时,208Pb的中子产额比9Be更高,并且产额随功率密度增加而趋于饱和。中子产额与激光重频率、打靶时间呈正比。采用MC程序Fluka模拟了激光与固体靶作用产生光核中子的过程,结果表明W元素的光核中子产额最高,且对于不同的超热电子... 

【文章来源】：中国工程物理研究院北京市

【文章页数】：112 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１?Ｔｒｉｄｅｎｔ激光器中子实验采用的靶布局及诊断布局Ｗ??

图１．２?光核中子产生实验的靶和转换体布局Ｗ??

图２．１?１８１Ｔａ的光核反应（ａ）总截面；（ｂ）单中子通道截面；（ｃ）双中子通道截面??．１，，ｎ一＝??

【参考文献】：
期刊论文
[1]液体闪烁体探测器测量皮秒激光脉冲中子源能谱[J]. 崔波,贺书凯,刘红杰,戴曾海,闫永宏,卢峰,李纲,张发强,洪伟,谷渝秋.  强激光与粒子束. 2016(12)
[2]Geant4在CR39叠层探测器中的应用[J]. 冯璟华,王立宗,朱学彬.  强激光与粒子束. 2014(01)
[3]强流电子束轫致辐射复合薄靶设计[J]. 来定国,张永民,李进玺,苏兆峰,张玉英,任书庆,杨莉,杨实.  强激光与粒子束. 2013(06)
[4]利用CR39上的径迹鉴别激光加速离子产物[J]. 伍波,董克攻,吴玉迟,朱斌,赵宗清,谷渝秋,洪伟.  强激光与粒子束. 2013(02)
[5]纳米尺度上CR-39径迹蚀刻动力学研究[J]. 方美华,魏志勇,黄三玻,杨永常,张紫霞,陈国云,雷升杰,黎光武,郭刚.  核科学与工程. 2011(03)
[6]CR39探测器对5种能量α粒子的响应[J]. 李波均,杨建伦,彭太平,杨洪琼.  核电子学与探测技术. 2010(09)
[7]用20—1020 keV单能质子刻度CR-39固体核径迹探测器[J]. 段晓礁,谭志新,兰小飞,黄永盛,郭士伦,杨大为,汤秀章,王乃彦.  物理学报. 2010(05)
[8]高能电子束韧致辐射特性的理论研究[J]. 魏熙晔,李泉凤,严慧勇.  物理学报. 2009(04)
[9]Transmutation of nuclear wastes using photonuclear reactions triggered by Compton backscattering photons at the Shanghai laser electron gamma source[J]. 陈金根,徐望,王宏伟,郭威,马余刚,蔡翔舟,陆广成,徐毅,潘强岩,袁仁勇,徐加强,阎喆,范功涛,沈文庆.  中国物理C. 2008(08)
[10]轫致辐射靶的发射率及角分布分析[J]. 郭冰琪,李泉凤,杜泰斌,程诚.  高能物理与核物理. 2005(12)

硕士论文
[1]基于光核反应和汇聚等离子体碰撞的激光中子源模拟研究[D]. 张高维.中国工程物理研究院 2016



本文编号：3045171