强激光与近临界密度等离子体相互作用中的无碰撞静电冲击波产生

本文通过一维粒子模拟(particle-in-cell)方法研究了强激光与近临界密度等离子体相互作用中的弱冲击波和强冲击波产生,并讨论了非相对论和相对论光强以及等离子体密度分布区间对无碰撞冲击波形成的影响.非相对论的弱驱动光与等离子体相互作用产生的是弱冲击波.由于电子加热不充分,电子能谱呈现出双温分布.较低温度的电子对弱冲击波的形成以及质子反射加速有重要作用.弱冲击波加速质子的能谱呈连续分布.在等离子体密度上升沿区间较大时,可观察到后孤子结构向离子声波结构演化并进一步演化为弱冲击波结构的过程.在相对论的强驱动光强下,电子加热比较充分可达到相对论温度,且呈现出单温分布.进一步分析密度分布区间大小对冲击波形成的影响时发现:1)当等离子体密度上升沿区间较大时,离子声波的势垒易被热电子屏蔽且离子声波结构在传输的过程中容易被后续的激光破坏而无法演化为无碰撞冲击波;2)当等离子密度分布区间较小时,离子声波中加速电场的有效距离(即德拜长度)和持续时间更长,这导致其结构在传输过程中更加稳定.当离子声波中加速的质子与靶后鞘层场加速的质子之间的速度差满足无碰撞冲击波的离子反射条件时,离子声波进一步演化为强...     

强激光与稠密等离子体作用引起的冲击波加速离子的研究

用二维PIC（Particle-in-Cell）程序模拟研究了强激光与稠密等离子体靶作用产生的无碰撞静电冲击波的结构和这种冲击波对离子的加速过程,研究发现由于冲击波前沿附近的双极电场的作用,具有一定初速度的离子能被该双极场俘获并获得加速,最终能够被加速到两倍冲击波速度.冲击波加速可以得到准单能的离子能谱,叠加在通过鞘层加速机理产生的宽度离子能谱上.还对不同激光强度和不同等离子体密度情况下形成的冲击波进行了比较.研究表明,强度相对较低的激光在高密度等离子体中可以产生以一定速度传播的静电孤波结构,后者只能加速 关键词： 强激光 稠密等离子体 无碰撞静电冲击波 离子加速     

电子与原子、离子碰撞过程的相对论效应

在玻恩近似下,建立了高能电子与原子、离于非弹性碰撞过程的相对论性理论计算方法,并以类Li等电子系列为例,阐明了电子与原子、离子非弹性碰撞过程的相对论效应.它包括:1.靶原子的相对论效应,它随原子序数的增加而增大.低z靶(如Li)的相对论效应可以忽略;对Au~(+76)靶的2_3—3p跃迁,广义振子强度相对论性计算值比相应的非相对论性值小27.1%.2.入射电子的相对论效应,它随入射电子能量的增加而增大.对高能入射电子,在特殊角度,要考虑广义振子强度横场项对微分截面的影响.在极端相对论情况下,如入射电子动能 关键词：     

高密度平面靶等离子体中激光驱动冲击波加速离子的能谱展宽

本文对超短超强激光脉冲辐照高密度等离子体产生的静电冲击波加速离子的能谱展宽机理进行了数值研究.着重讨论了三种冲击波加速离子的能谱展宽机理:能量沉积到离子中使得冲击波前沿不断减速,被加速离子与背景粒子的碰撞,以及高能离子到达靶背面时受到鞘层场进一步加速.还研究了驱动激光脉冲宽度对冲击波加速离子能谱宽度的影响. 关键词： 激光等离子体 冲击波加速 能谱展宽     

石墨量热计测量相对论电子能谱的数值模拟

采用数值实验的方法对石墨量热计测量电子能谱的过程进行了模拟,并对解谱方法进行了研究。使用MCNP软件建立了实验模型,根据不同能量入射电子能量沉积分布情况确立了入射电子能量-沉积能量的传递函数,研究确定合适的函数求解方法,并采用添加人为扰动的方式对该函数求解方法的可靠性进行分析,最终得到了有效的解谱方法。     

石墨量热计测量相对论电子能谱的数值模拟

采用数值实验的方法对石墨量热计测量电子能谱的过程进行了模拟,并对解谱方法进行了研究。使用MCNP软件建立了实验模型,根据不同能量入射电子能量沉积分布情况确立了入射电子能量-沉积能量的传递函数,研究确定合适的函数求解方法,并采用添加人为扰动的方式对该函数求解方法的可靠性进行分析,最终得到了有效的解谱方法。     

带有反射腔的相对论返波管的数值模拟

阐述了带有反射腔的相对论返波管的数值模拟研究。利用线性理论[1]设计了返波管的慢波结构,应用SUPERFISH软件设计了谐振反射器。用KARAT软件对谐振反射腔返波管进行了宏观粒子模拟,得到了优化的返波管结构参数,并研究了外加磁场对输出效率的影响。模拟结果表明：谐振反射腔不仅起到截止颈的作用,还有预调制的作用;在低外加磁场条件下,该返波管也能输出较高功率的微波。显示了其在重复频率工作方面的重要意义。     

带有反射腔的相对论返波管的数值模拟

 阐述了带有反射腔的相对论返波管的数值模拟研究。利用线性理论[1]设计了返波管的慢波结构，应用SUPERFISH软件设计了谐振反射器。用KARAT软件对谐振反射腔返波管进行了宏观粒子模拟，得到了优化的返波管结构参数，并研究了外加磁场对输出效率的影响。模拟结果表明：谐振反射腔不仅起到截止颈的作用，还有预调制的作用；在低外加磁场条件下，该返波管也能输出较高功率的微波。显示了其在重复频率工作方面的重要意义。     

带有反射腔的双频相对论返波管的粒子模拟

 设计了一种带有反射腔的能在X波段实现稳定双频输出的圆柱结构相对论返波管,采用2.5维相对论全电磁PIC粒子模拟软件行粒子模拟研究。仿真结果表明:在输入电压433 kV、引导磁场2.2 T的条件下,实现了9.53,10.09 GHz的双频稳定输出,平均输出功率340 MW,平均功率效率24.1%。     

带有反射腔的双频相对论返波管的粒子模拟

设计了一种带有反射腔的能在X波段实现稳定双频输出的圆柱结构相对论返波管,采用2.5维相对论全电磁PIC粒子模拟软件行粒子模拟研究。仿真结果表明:在输入电压433 kV、引导磁场2.2 T的条件下,实现了9.53,10.09 GHz的双频稳定输出,平均输出功率340 MW,平均功率效率24.1%。     

Observation of stable,high-mach-number electrostatic shocks in a collisionless plasma

Observation of stable, large amplitude ion acoustic shocks with a high Mach number M> 1.6 in a collisionless plasma is described. Discussions about the nature and behavior of the waves are also given.     

基于μ子动量谱的多群模型测量平板材料的厚度

在基于子多重库仑散射的断层成像技术中,天然宇宙射线中不同动量的子在同一目标对象中的散射特性存在明显的差异,这在一定程度上影响了成像分辨率。为了减少或消除这种不利影响,建立了一套基于天然宇宙射线子动量谱的多群模型,并检验其用于铅板厚度测量及平板材料识别中的性能和特征。结果表明,采用基于子动量谱的多群模型能够实现1~16 cm范围内铅板厚度的准确测量,相对误差小于5%。此外,该多群模型还可以通过计算辐射长度来识别未知平板的材料组成,尤其是对于高原子序数材料组成的平板,其辐射长度相对误差小于4%。     

基于μ子动量谱的多群模型测量平板材料的厚度北大核心CSCD

在基于μ子多重库仑散射的断层成像技术中,天然宇宙射线中不同动量的μ子在同一目标对象中的散射特性存在明显的差异,这在一定程度上影响了成像分辨率。为了减少或消除这种不利影响,建立了一套基于天然宇宙射线μ子动量谱的多群模型,并检验其用于铅板厚度测量及平板材料识别中的性能和特征。结果表明,采用基于μ子动量谱的多群模型能够实现1~16cm范围内铅板厚度的准确测量,相对误差小于5%。此外,该多群模型还可以通过计算辐射长度来识别未知平板的材料组成,尤其是对于高原子序数材料组成的平板,其辐射长度相对误差小于4%。     

Simple technique for measurement of energy spectra of ions from laser produced plasma

Old absorption technique is revived for measuring the energy spectra of ions arising from laser generated plasma. The technique suggested relies on implantation of produced ions into a light element target situated close to the ion production site. Then the ion energy spectra are reconstructed from the depth profile of the implanted ions measured by some of the common depth profiling techniques such as RBS or SIMS. Theoretical range vs. ion energy relations are used for this purpose. In this study the principles of the method are explained and its capabilities are assessed. The feasibility of the method is demonstrated on the energy spectra of Ta ions arising from the laser generated plasma.     

电子全息法观测点电荷微电场分布及荷电量

本文采用一种简易制备静电场样品的方法,基于以下物理事实:一个置于薄导电碳膜上的非导电粒子,例如直径为0.31μm聚乙烯乳剂小球,在电镜中观察时,由于静电积累效应,它将成为一个荷电体,很显然,这个荷电体带有正电量Q,并能用一个点电荷场来模拟这个合成电场.采用这个模型,能用电子全息法观测由该点电荷所形成的静电场分布及荷电量的大小.     

Monte Carlo simulation based on Geant4 of single event upset induced by heavy ions

The present work is a computational simulation of single event upset(SEU) induced by heavy ions passing through the device with Geant4-tool based on Monte Carlo transport code.Key parameters affecting SEU occurrence are examined,and related geometrical construction and critical charge are quantified.The MUlti-Functional Package for SEU Analysis(MUFPSA) has been successfully programmed and applied for SEU occurrence after the completion of device geometrical construction,critical charge,and SEU cross section calculation.The proposed MUFPSA has yielded a good agreement with MRED.Specifically,the results show that higher LET incident ions lead to increased SEU vulnerability due to more diffusion and higher energy deposition.In addition,the analytical method of radial ionization profile provides a good complementary interpretation.     

氧离子激发光谱的精密测量

在2×1.7串列加速器上利用束-箔方法和装有CCD的Spectrapro-500i光谱单色仪的测量装置，在2MeV束能下研究了250nm—350nm波长范围离化态氧原子光谱.在250nm—350nm范围已确定的201条光谱线，确定的跃迁大部分属于OⅡ到OⅣ原子的n，l能级间的跃迁，一些实验结果与现有理论一致.实验发现，在这个范围的光谱大都属于弱跃迁谱线，并且许多谱线是以前没有观测到的. 关键词： 串列加速器 氧离子 CCD 光谱     

Extraction of cross-sections of inelastic scattering from energy spectra of reflected atomic particles

REELS spectra of the electrons reflected off niobium are measured with energy resolution <0.5 eV within the 5–40 eV energy range of the probing beam. The measurements were performed for the scattering angles θ = 45° and θ = 120° by means of two electron guns. The process of energy losses is described within the framework of a model with three different energy loss laws: surface, intermediate, and bulk layers are considered. Differential cross-sections of inelastic scattering are represented in the form of simple equations.     

The energy spectra of secondary ions emitted during ion bombardment

Secondary ion energy spectra have been measured for singly charged ions emitted from targets irradiated with 43 keV A⁺ ions. Targets studied include the 3d transition metals (Sc, Ti, V, Cr, Fe, Ni) Cu and Zn, Zr, Al and Si and the compounds SiO₂, Al₂O₃, NaCl, KCl. Energy spectra were measured in the energy range 1–600 eV. In several cases a peak in the energy spectrum in the region around 200 eV has been found. This is in addition to the usual low energy peaks in the region of 5–10 eV. In many cases the low energy peak was observed to decay steadily with irradiation time or to increase with oxygen pressure. In the case of the cleanest Zn spectrum, only the high energy peak can be detected. The data are discussed in relation to current models of secondary ion emission. We conclude that, in general, elemental metal targets which are clean are characterised by the high energy peak in the secondary ion energy spectrum. The slower ions emitted have been neutralised by electron exchange processes. The low energy peaks in unclean, partially clean, oxide coated or compound targets (NaCl, KCl) arise because the neutralisation of the slower ions is either not as efficient or is not possible. The secondary ion emission model of Blaise and Slodzian could account for the emission of ions from most targets.     

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实验研究了超强激光与平面薄膜Cu靶的相互作用中,在靶背法线方向产生的离子能量分布.实验中采用固体核径迹探测器CR39和Thomson谱仪相结合测量离子能谱.实验中同时测量到了质子和C4+、C3+、C2+和C1+离子.实验结果表明:离子沿着靶背法线方向发射,离子在一定能量处出现截断;在固体核径迹探测器CR39上可以看出碳离子信号比质子信号弱,质子的产额远高于碳离子,质子对碳离子有屏蔽作用;在相同发次中C4+、C3+、C2+和C1+离子随着荷质比的增大,相应离子的截止能增加.