超强激光功率密度对等离子体中自生磁场和电子热传导的影响

应用多光子非线性康普顿散射模型、3维粒子模拟模型和数值计算方法,研究了超强激光与等离子体作用中自生磁场产生和电子热传导过程,提出了将非线性康普顿散射光作为改变等离子体自生磁场和电子热传导的新机制,给出了自生磁场最大饱和值和超热电子热传导的修正方程和数值计算结果 .研究发现在时间为100~160内,自生磁场能量随入射激光功率密度增大而迅速增大,之后处于较高饱和阶段.增大的初始时刻较散射前提前了20,增大阶段的时间延长了30,饱和阶段增幅为40%.入射激光功率密度为1019~1020W/cm2时,自生磁场强度最大模拟值为1.47×104~3.75×104T,单电子能谱峰值出现在3.3 Me V和6.6 Me V附近,能谱曲线在4~15 Me V和11~14.3 Me V迅速衰减,在6.7 Me V和13.2 Me V以上时,超热电子有效温度为2.6 Me V和4.5 Me V,比无散射的理论值和拟合值均有一定增大.随入射激光强度增大,热流随激光脉冲一起向等离子体内流动的时间缩短,自生磁场限制热流的时间延长.对所得结果给出了初步物理解释.