高能质子束探测稠密不均匀氘氚等离子体密度的SIRT算法

应用同时迭代重建算法(SIRT)重建不均匀稠密氘氚等离子体的密度分布.在二维等离子体密度重建的数值模拟中,探测稠密等离子体的高能质子束可以由强激光和等离子体相互作用产生,且质子束经过稠密等离子体后的能量损失是比较重要的.如果已知入射质子束和出射质子束的能量分布,可以在出射质子束能量测量的误差水平未知的情况下用SIRT算法重建等离子体的密度分布.结果显示,SIRT算法的精确度高于以L-曲线为准则的Tikhonov正则化方法,并可以在数据量不完全时重建密度分布.     

在Bohm模式下氘氚燃烧的等离子体温度分布

在一定的等离子体密度分布下,从电子和离子能量输运方程出发,研究了氘氚燃烧下的等离子体温度分布.研究中采用了JET适用的Bohm模式下的热传导系数,考虑了α粒子的反常扩散效应,动态反馈加热.研究结果表明,Bohm模式下的热传导率从等离子体中心到边缘逐渐增加;为了维持氘氚燃烧,必须有动态反馈加热,否则,燃烧将熄灭;α粒子的反常扩散,使得加热效率因子η_α在中心区域小于1,在外层大于1;α粒子的反常扩散越强烈,中心离子温度越高,是由于中心区域的热传导小,电子温度低,反馈加热功率增加的结果;B 关键词：     

氘氚燃烧等离子体的热不稳定性计算

由于氘氚反应率与离子温度有很强的依赖关系，氘氚燃烧等离子体是热不稳定的。讨论了描述稳态氘氚燃烧等离子体功率平衡方程的非线性特征。利用打靶方法，可以求得态温度分布和关于温度微扰方程的本征值。可是，由上述方法得出的平衡解会与随时间变化方程在ｔ→∞时的解不一致，这是一类未解决非线性数学问题的一个典型例子。     

高性能自持燃烧的氘氚等离子体

在等离子体密度分布一定的情况下，从电子、离子的能量输运方程出发，对常规剪切和中心负剪切位形下高性能自持燃烧的氘氚等离子体进行了研究.常规剪切下采用与能量约束改善因子H有关的Bohm热传导系数，中心负剪切下采用一个与磁剪切有关的Bohm-gyro-Bohm混合型的热传导系数，并考虑了α粒子反常扩散和动态反馈加热对氘氚自持燃烧的影响.研究结果表明，常规剪切下当H≥3时，才有较大的能量输出，当H接近4时无须动态反馈加热氘氚就能获得自持燃烧；在中心负剪切位形下，等离子体的运行性能更高，有更高的能量输出，一旦氘氚达 关键词： 高性能等离子体 氘氚自持燃烧 中心负剪切     

热电子与聚变等离子体相互作用模拟计算的误差分析

对惯性约束聚变(ICF)实验条件下热电子辐照聚变等离子体（DD,DT）的射程岐离和散射进行了分析。结果表明,射程岐离和散射随射程增加近似呈直线增加;射程岐离和散射大小与等离子质量有一定关系。在单能热电子入射下,散射是计算结果误差的主要来源,误差在5%以下,绝对数在数十MA。入射束流的电子完全沉积在热斑中的聚焦角度,在边沿点火方式中,氘等离子体中为20.64,氘氚等离子体中为21.8;在中心加热方式中,氘等离子体中为16.36,氘氚等离子体中为17.6,在技术上相对易于实现。     

膨胀等离子体云的粒子密度时空分布

为了获得超高速碰撞产生等离子体粒子密度的时空分布特性,利用点电荷电场的1维理论模型,综合运用质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程和麦克斯韦方程,推导出了等离子体在膨胀过程中粒子密度的时空分布规律。通过对超高速碰撞2024-T4铝靶实验采集的原始数据分析,得到了超高速碰撞2024-T4铝靶产生膨胀等离子体云粒子密度的时空演化规律。     

聚变等离子体中α粒子的密度与能量分布的诊断

本文提出了一种基于弹丸注入技术和（α，ｎγ）核反应的α凿粒诊断方案。它的基本原理是，将由铍制成的弹丸高速射入聚变等离子体中，在其未被离子体完全烧蚀掉前，测量α粒子打到弹丸表面时发生核反应所放出的γ射线和中子。由于＾９Ｂｅ与α粒粒子间两个反应产额的分支比随着射α粒子能量的变化而迅速升降，因此通过测量这两个反应分支的反应数及其比值，就可以获得弹丸附近α粒子的密度和能量信息。由于此诊断核反应集中发生的弹     

膨胀等离子体云的粒子密度时空分布

为了获得超高速碰撞产生等离子体粒子密度的时空分布特性,利用点电荷电场的1维理论模型,综合运用质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程和麦克斯韦方程,推导出了等离子体在膨胀过程中粒子密度的时空分布规律。通过对超高速碰撞2024-T4铝靶实验采集的原始数据分析,得到了超高速碰撞2024-T4铝靶产生膨胀等离子体云粒子密度的时空演化规律。     

质子束在等离子体中传输的粒子模拟

用粒子模拟程序研究了长脉冲质子束在等离子体中的传输特性,模拟结果表明,等离子体可以明显改善质子束的空间传输特性,大尺度的等离子体相对于等离子体层可以实现较长距离的稳定传输。研究发现,在实现长距离传输时,等离子体波会对质子束密度有较大的调制作用,严重影响质子束的传输性质,同时通过优化束密度分布可以有效减弱等离子体波的激发,实现束较稳定的传输。     

质子束在等离子体中传输的粒子模拟

用粒子模拟程序研究了长脉冲质子束在等离子体中的传输特性,模拟结果表明,等离子体可以明显改善质子束的空间传输特性,大尺度的等离子体相对于等离子体层可以实现较长距离的稳定传输。研究发现,在实现长距离传输时,等离子体波会对质子束密度有较大的调制作用,严重影响质子束的传输性质,同时通过优化束密度分布可以有效减弱等离子体波的激发,实现束较稳定的传输。     

大面积等离子体片密度分布分析

利用空心阴极放电产生了尺寸为60 cm× 60 cm× 2 cm的大面积等离子体面. 在实验室条件下对大面积等离子体片的密度分布进行了测量. 由于高压放电脉冲脉宽较短, 实验中改变了测量方法, 同时, 在中等磁场影响下, 为了得到真实的等离子体密度, 进行了必要的数值修正.在放电电流为1---6 A时, 测量了二维的电子密度分布. 另外, 测量并讨论了其他环境参数对等离子体密度的影响. 电子密度的分布情况对与微波波束切换相当重要. 由空心阴极增强型放电产生的大面积等离子体面具有反射X波段(8---12 GHz) 微波需要的足够稠密的电子密度和足够均匀的密度分布, 这是等离子体面在雷达系统中取代金属面板的有利条件.     

Relativistic Self-Focusing of Hermite-cosine-Gaussian Laser Beam in Collisionless Plasma with Exponential Density Transition

This work reveals an exploration of self-focusing of Hermite-cosine-Gaussian laser beam in a collisionless plasma under relativistic nonlinearity. Self-focusing along with self-trapping of Hermite-cosine-Gaussian laser beam are analyzed for different values of laser intensity, plasma density, and decentered parameters. Mathematical analysis displays that these parameters play a major role in achieving the stronger and earlier self-focusing. Further, a comparative study between self-focusing of Hermite-cosine-Gaussian laser beam with and without exponential density ramp profile is introduced. Plasma density transition with exponential profile is found to be more effective in order to have stronger self-focusing. The present analysis may lead to very useful applications in the field of efficient harmonic generation, laser driven fusion etc.     

光谱法诊断大气压等离子体电子密度

采用发射光谱方法对大气压氩气介质阻挡放电(DBD)系统中的电子密度进行了诊断。通过考虑放电等离子体中的各种加宽机制, 采用自编的非对称卷积程序对氩原子发射谱线的线型进行分析拟合, 再通过反卷积的方法将各种加宽机制分离开来, 最终将Stark展宽分离出来进行大气压氩气介质阻挡放电电子密度的计算。诊断结果表明, 在大气压氩气介质阻挡放电中当有三个放电丝存在, 电子温度为10000 K时, 电子密度约为4.06×1021 m-3, 诊断结果和模拟结果符合得很好。此方法不仅可以应用在大气压介质阻挡放电中, 还可以用于其他含有非氢气体的大气压等离子体电子密度的测量。     

激光等离子体光谱测量影响因素分析

建立了一套激光等离子体光谱测量实验装置,以Nd:YAG调Q固体激光器(单脉冲平均能量38 mJ)为激发光源,铜合金为样品,得到了Cu原子辐射谱线随时间的变化情况,分析了系统中软、硬件因素对测量的谱线影响。实验证明激光器输出能量波动、每个数据点的平均次数、靶面相对于透镜焦点的位置、接受辐射的光纤束相对靶面法线的位置以及接受光纤束的有效通光口径都影响测量谱线的强度和重复精度。     

Charge Fluctuations in the Two-Dimensional One-Component Plasma

We study, via computer simulations, the fluctuations in the net electric charge in a two-dimensional, one component plasma (OCP) with uniform background charge density –e in a region inside a much larger overall neutral system. Setting e=1, this is the same as the fluctuations in N , the number of mobile particles of charge e. As expected, the distribution of N has, for large , a Gaussian form with a variance which grows only as ^||, where || is the length of the perimeter of . The properties of this system depend only on the coupling parameter =kT, which is the same as the reciprocal temperature in our units. Our simulations show that when the coupling parameter increases, ^() decreases to an asymptotic value ^()^(2)/2 which is equal (or very close) to that obtained for the corresponding variance of particles on a rigid triangular lattice. Thus, for large , the characteristic length _L=2^/ associated with charge fluctuations behaves very differently from that of the Debye length, _D1/ , which it approaches as 0. The pair correlation function of the OCP is also studied.     

温度、密度对磁化等离子体光子晶体缺陷模的影响

采用等温近似,用磁化等离子体的分段线形电流密度卷积(Piecewise Linear Current Density Recursive Convolution,PLCDRC)时域有限差分(Finite-differentce Time-domain,FDTD)算法研究了具有单一缺陷层的一维磁化等离子体光子晶体的缺陷模特性;以高斯脉冲为激励源,用算法公式计算所得的电磁波透射系数,讨论了温度和等离子体层密度对其缺陷模的影响。结果表明:改变温度和等离子体层密度可以获得不同的缺陷模。     

密度分布对原子核阻止同位旋效应的影响

利用同位旋相关的量子分子动力学（IQMD）模型,分析了中能重离子碰撞过程中相对论平均场和SkyrmeHartrere－Fork等核结构模型给出的核密度分布对原子核阻止的影响。研究表明,从费米能到的较大能量范围内,无论小质量体系还是大质量体系,原子核阻止对同位旋相关的核子－核子碰撞截面都非常灵敏,而不同模型给出的核密度分布对原子核阻止影响不大,说明原子核阻止作为提取同位旋相关核子－核子碰撞截面的灵敏探针是与原子核结构模型无关的。 Influence of densitydistributionwhichisgivenbyRMFandSkyrme－Hartrere－Fork etalnuclearstructuremodelonnuclearstoppinginheavy－ioncollisionsatintermediateenergiesarestudiedbyusingisospin－dependentquantummoleculardynamics(IQMD)model.ResearchshowsthatrangeformtheFermienergytothelargerenergyof 100 Mev/u, for bothsmallandlargemasssystem,nuclearstoppingisfoundtobestronglydependentonthenucleon－nucleoncrosssections,andweaklyondifferentdensitydistribution.ThisshowsthatnuclearstoppingcanbeusedasaprobetoextracttheinformationontheisospindependenceN－Ncrosssectionsandhasnorelationshipwithnuclearstructuremodels.     

Density Transition Based Self-Focusing of cosh-Gaussian Laser Beam in Plasma with Linear Absorption

Density transition based self-focusing of cosh-Gaussian laser beam in plasma with linear absorption has been studied. The field distribution in the plasma is expressed in terms of beam width parameter, decentered parameter, and linear absorption coefficient. The differential equation for the beam width parameter is solved by following Wentzel—Kramers—Brillouin (WKB) and paraxial approximation through parabolic wave equation approach. The behaviour of beam width parameter with dimensionless distance of propagation is studied at optimum values of plasma density, decentered parameter and with different absorption levels in the medium. The results reveal that these parameters can affect the self-focusing significantly.     

Effect of Analyte Concentration on the Laser-Induced Plasma Temperature and Electron Density in Liquid Matrix

In the present work, we report spectroscopic studies of laser-induced plasmas produced by focusing the second harmonic (532 nm) of a Nd:YAG laser onto the laminar flow of a liquid containing chromium. The plasma temperature is determined from the coupled Saha–Boltzmann plot and the electron density is evaluated from the Stark broadening of an ionic line of chromium [Cr(II)] at 267.7 nm. Our results reveal a decrease in plasma temperature with an increase in Cr concentration up to a certain concentration level; after that, it becomes approximately constant, while the electron density increases with an increase in analyte (Cr) concentration in liquid matrix.