強雷射誘導核反應的理論和數值模擬研究

《強雷射誘導核反應的理論和數值模擬研究》是依託上海交通大學，由鄭君擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：強雷射誘導核反應的理論和數值模擬研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：鄭君
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

通過系統的理論分析和數值模擬，對雷射誘導核反應問題獲得全面的認識，為其在強雷射在科學、工業、醫療等領域的套用奠定堅實基礎。這些研究也有助於增強對雷射電漿相互作用物理機制，特別是超熱電子和高能離子產生機制的認識。研究內容包括強雷射電漿相互作用產生超熱電子和高能離子、阿秒脈衝和x/gamma射線等的發射方向,轉換效率等。這些結果都是進一步研究雷射誘導核反應的基礎。首先針對要解決的問題，對原有的雷射電漿相互作用的一維、二維和三維粒子模擬程式針對一些重要核反應和輻射過程(特別是韌致輻射,Ka輻射過程)進行補充和修改。其次通過研究強雷射與團簇靶、微滴靶和固體靶等密度不同的靶作用，比較他們各自產生核聚變反應特性，包括中子、x/gamma射線產額及其最佳化，尋求由雷射誘導核聚變獲得高通量中子束的雷射和靶條件。

結題摘要

強雷射誘導核過程及其潛在的套用越來越受到人們的重視，其理論和數值模擬研究可以揭示很多內在和確切的物理機制。課題進行中，我們對三維並行粒子模擬程式進行了改造，採用4階差值的方法提高計算的準確度、速度和效率。在粒子模擬程式中初步加入了核聚變過程。為提高雷射誘導核聚變產生的中子數目，首先需要增強離子束的能量和產額，我們詳細研究了雷射和固體靶的相互作用，特別是通過給靶表面增加結構以及改進型的錐靶，增強雷射吸收，提高離子束品質。受課題支持，已發表研究論文5篇，接收2篇，修改後接收1篇，審稿中1篇，共9篇文章（標註基金號）。