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《超短脉冲激光辐照固体靶产生超热电子研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第36卷第6期原子能科学技术Vol.36,No.62002年11月AtomicEnergyScienceandTechnologyNov.2002超短脉冲激光辐照固体靶产生超热电子研究陶业争,单玉生,李业军,汤秀章,张海峰,王乃彦(中国原子能科学研究院核技术与计算机应用研究所,北京 102413)摘要:实验研究了超短脉冲激光辐照固体靶产生的超热电子温度,所用方法是测量超热电子在固体中韧162致辐射产生的硬X射线(>30keV)能量连续谱。中等强度(10W/cm)、无预脉冲、红外超短脉冲(744nm,1
2、30fs,6mJ)、P极化激光45°照射5mm铜靶,产生了能量为400keV的X射线信号,利用Maxwellian分布拟合能谱得到的超热电子温度为85keV,产生高能电子的主导吸收机制为真空加热。关键词:超短脉冲激光;固体靶;超热电子中图分类号:O532125;O536文献标识码:A文章编号:100026931(2002)0620481205StudyonHotElectronGenerationFromSolidTargetIrradiatedbyUltrashortLaserTAOYe2zheng
3、,SHANYu2sheng,LIYe2jun,TANGXiu2zhang,ZHANGHai2feng,WANGNai2yan(ChinaInstituteofAtomicEnergy,P.O.Box27527,Beijing102413,China)Abstract:Thetemperatureofhotelectrongeneratedfromthesolidtargetirradiatedbyultra2shortpulselaserhasbeenstudiedexperimentally.The
4、methodistomeasurethehardX2raycontinuumgeneratedbythehighenergyelectronbremsstrahlungprocessinsolidregion.Whenmoderateintensity,pre2pulsefree,P2polarizedlightirradiates5mmCuslabwith45°,thehardX2raywithenergyupto400keVisdetected.Fittingtheexperimentdataby
5、Maxwelliandistribution,thetemperatureofhotelectronis85keV,themainabsorptionmechanismforhighenergyelectrongenerationis“vacuumheating”.Keywords:ultrashortlaser;solidtarget;hotelectron 在最近十几年中,台面式高强度超短脉冲能量、强激光束均匀辐照装有氘氚燃料的球形(<1ps)激光的飞速发展开辟了一系列崭新靶丸,强激光烧蚀靶外层
6、物质产生巨大的反冲[1]的、具有重大应用前景的研究领域,其中一压力,压缩靶丸使得在中心位置形成一个热斑。个最激动人心的应用领域就是惯性约束聚变当热斑内的温度和密度达到点火要求的高温、[2](ICF)快点火(FI)研究。高密度条件时,聚变反应首先在中心热斑内开ICF传统点火方式被称为“中心点火”,高收稿日期:2002201207;修回日期:2002204207基金项目:国家“863”惯性约束聚变领域资助课题(8632804206201,863青2000204)作者简介:陶业争(1970—),男,山东临清
7、人,副研究员,博士,激光等离子体物理专业482原子能科学技术 第36卷始发生,然后由连锁反应点燃周围燃料区。“中超热电子在固体靶中韧致辐射产生的硬X心点火”一方面要求较高的激光能量(10倍增射线连续谱反映了超热电子的能谱,因此,通过益要求的激光能量高达百万焦耳),同时还对压测量硬X射线连续谱可推出超热电子温度和[8]缩的均匀性提出了苛刻要求(不均匀性小于百产额等参数。本工作通过测量硬X射线连分之几),成为目前ICF研究的关键课题之续谱,研究无预脉冲、中等强度红外飞秒激光辐[3]一。“快点火”概念的基
8、本思想是把压缩和照固体靶产生的超热电子性质。点火过程分开,首先和传统方式一样利用长脉冲激光束压缩D2T燃料到某一个中间状态,然1 实验安排后用高强度超短脉冲激光产生的超热电子加热实验所用激光器是中国原子能科学研究院已经受到压缩的靶丸到点火需要的温度而实现的超短脉冲掺钛蓝宝石(Ti∶Sapphire)激光器,点火。快点火方式有效地降低了对激光束和靶该激光器由一台Ti∶Sapphire激光振荡器均匀性的要求,同时还可降低对激光能量的要(Tsunami)、一级
