超热电子与金黑腔靶作用产生硬X射线的蒙特卡罗模拟

赵学峰; 李三伟; 蒋刚; 王传珂; 李志超; 胡峰; 李朝光

doi:10.7498/aps.60.075203

摘要

激光打靶产生大量麦氏分布的超热电子,与金腔靶相互作用产生硬X射线.利用蒙特卡罗方法,对超热电子在金腔靶中的传输进行了研究,模拟了在不同超热电子温度、份额下硬X射线谱的变化及在不同腔体尺寸、腔壁厚度情况下,硬X射线谱的变化情况,给出硬X射线产生效率的决定因素.利用硬X射线谱反推得到的超热电子信息与蒙特卡罗程序模拟结果相结合的方法,获得金腔内部超热电子初始信息.

关键词:

The interaction between laser and hohlraum can generate a large number of suprathermal electrons which obey the Maxwell distribution. The transport properties of the hot electrons and the suprathermal electrons in the hohlraum are investigated by using the Monte Carlo simulation program. In this paper we give the variations of hard X-ray spectrum with hot electrons and suprathermal electrons temperature and fraction, hohlraum size, and hohlraum thickness, and the determinant of efficiency of hard X-ray is obtained. The combination of Monte Carlo program and hot electrons induced by hard X-ray demonstrates the accuracy of the initial hot electrons.

Keywords:

作者及机构信息

(1)四川大学原子与分子物理研究所,成都 610065; (2)中国工程物理研究院激光聚变研究中心,绵阳 621900; (3)中国工程物理研究院激光聚变研究中心,绵阳 621900;四川大学原子与分子物理研究所,成都 610065

基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10727504),高温高密度等离子体物理国防重点实验室基金(批准号:9140C6801010901)和中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号:2010A0102003)资助的课题.

Authors and contacts

(1)Institute of Atomic and Molecular Physics, Sichuan University, Chengdu 610065, China; (2)Research Center of Laser Fusion, CAEP, Mianyang 621900, China; (3)Research Center of Laser Fusion, CAEP, Mianyang 621900, China;Institute of Atomic and Molecular Physics, Sichuan University, Chengdu 610065, China

参考文献

[1]	Lindl John 1995 Phys. Plasmas 2 3933
[2]	Lindl John D, Amendt Peter, Berger Richard L, Glendinning S Gail, Glenzer Siegfried H, Haan Steven D, Kauffman Robert L, Landen Otto L 2004 Phys. Plasmas 11 399
[3]	Chen L M, Zhang J, Li Y T 2001 Phys. Rev. Lett. 87 225001
[4]	Glenzer S H, Rosmej F B, Lee R W, Back C A, Estabrook K G, MacGowan B J, Shepard T D, Turner R E 1998 Physical Review Letters 81 365
[5]	Qi L Y, Jiang X H, Chen J B, Liu S Y, Zhen Z J, Zhang B H, Ding Y K, Li C G, Wang D H, Zhu S C, Zhang J T 2002 Acta Phys. Sin. 51 2068 (in Chinese) [祁兰英、蒋小华、陈家斌、刘慎业、郑志坚、张保汉、丁永坤、李朝光、王大海、朱森昌、张家泰 2002 51 2068]
[6]	Dong X G, Sheng Z M,Chen W, Zhang J 2008 Acta. Phys. Sin. 57 7423 (in Chinese) [董晓刚、盛政明、陈民、张杰 2008 57 7423]
[7]	Li Y T, Zhang J, Chen L M 2001 Phys. Rev. E 64 46407
[8]	Chen Z L, Zhang J, Chen L M, Teng H, Dong Q L, Zhao L Z, Wei Z Y 2003 Acta Phys. Sin. 52 1672 (in Chinese) [陈正林、张杰、陈黎明、滕浩、董全力、赵理曾、魏志义 2003 52 1672]
[9]	Chen L M, Zhang J, Liang T J, Li Y T, Wang L, Jiang W M 2000 Acta Phys.Sin. 49 592 (in Chinese) [陈黎明、张杰、梁天骄、李玉同、王龙、江文勉 2000 49 592]
[10]	Wang C L 1981 Rev. Sci. Instrum. 52 1317
[11]	Li S W, Qi L Y, Mei Q Y, Yang X D, Tang D Y 1998 Nuclear Fusion and Plasma Physics 18 51 (in Chinese) [李三伟、祁兰英、梅启庸、杨向东、唐道源 1998 核聚变与等离子体物理 18 51]
[12]	Qi L Y, Li S W, Zheng Z J, Mei Q Y, Zhu S C, Tang D Y 1993 High Power Laser and Particle Beams 5 415 (in Chinese) [祁兰英、李三伟、郑志坚、梅启庸、朱森昌、唐道源 1993 强激光与粒子束 5 415]
[13]	Qi L Y, Jiang X H, Chen J B, Liu S Y, Zheng Z J, Zhang B H, Ding Y K, Li C G, Wang D H, Zhu S C, Zhang J T 2002 Acta Phys. Sin. 51 2063 (in Chinese) [祁兰英、蒋小华、郑志坚、张保汉、丁永坤、李朝光、王大海、朱森昌、张家泰 2002 51 2063]
[14]	Li S W, Qi L Y, Yi R Q, Zheng Z J, Tang D Y 1995 High Power Laser and Particle Beams 7 205 (in Chinese) [李三伟、祁兰英、易荣清、郑志坚、唐道源 1995 强激光与粒子束 7 205]
[15]	Briesmeister J F 2000 MCNP—A General Monte Carlo N-Particle Tansport Code (Radiation Safety Information Computational Center)
[16]	Xu M H, Liang T J, Zhang J 2006 Acta. Phys. Sin. 55 2357 (in Chinese) [徐妙华、梁天骄、张杰 2006 55 2357]
[17]	Zhao Z Q, Ding Y K, Gu Y Q, Wang X X, Hong J, Wang J, Hao Y D, Yuan Y T, PU Y K 2007 Acta. Phys. Sin. 56 7127 (in Chinese) [赵宗清、丁永坤、谷渝秋、王向贤、洪伟、王剑、郝轶聃、袁永腾、蒲以康 2007 56 7127]

施引文献

[1]	Lindl John 1995 Phys. Plasmas 2 3933
[2]	Lindl John D, Amendt Peter, Berger Richard L, Glendinning S Gail, Glenzer Siegfried H, Haan Steven D, Kauffman Robert L, Landen Otto L 2004 Phys. Plasmas 11 399
[3]	Chen L M, Zhang J, Li Y T 2001 Phys. Rev. Lett. 87 225001
[4]	Glenzer S H, Rosmej F B, Lee R W, Back C A, Estabrook K G, MacGowan B J, Shepard T D, Turner R E 1998 Physical Review Letters 81 365
[5]	Qi L Y, Jiang X H, Chen J B, Liu S Y, Zhen Z J, Zhang B H, Ding Y K, Li C G, Wang D H, Zhu S C, Zhang J T 2002 Acta Phys. Sin. 51 2068 (in Chinese) [祁兰英、蒋小华、陈家斌、刘慎业、郑志坚、张保汉、丁永坤、李朝光、王大海、朱森昌、张家泰 2002 51 2068]
[6]	Dong X G, Sheng Z M,Chen W, Zhang J 2008 Acta. Phys. Sin. 57 7423 (in Chinese) [董晓刚、盛政明、陈民、张杰 2008 57 7423]
[7]	Li Y T, Zhang J, Chen L M 2001 Phys. Rev. E 64 46407
[8]	Chen Z L, Zhang J, Chen L M, Teng H, Dong Q L, Zhao L Z, Wei Z Y 2003 Acta Phys. Sin. 52 1672 (in Chinese) [陈正林、张杰、陈黎明、滕浩、董全力、赵理曾、魏志义 2003 52 1672]
[9]	Chen L M, Zhang J, Liang T J, Li Y T, Wang L, Jiang W M 2000 Acta Phys.Sin. 49 592 (in Chinese) [陈黎明、张杰、梁天骄、李玉同、王龙、江文勉 2000 49 592]
[10]	Wang C L 1981 Rev. Sci. Instrum. 52 1317
[11]	Li S W, Qi L Y, Mei Q Y, Yang X D, Tang D Y 1998 Nuclear Fusion and Plasma Physics 18 51 (in Chinese) [李三伟、祁兰英、梅启庸、杨向东、唐道源 1998 核聚变与等离子体物理 18 51]
[12]	Qi L Y, Li S W, Zheng Z J, Mei Q Y, Zhu S C, Tang D Y 1993 High Power Laser and Particle Beams 5 415 (in Chinese) [祁兰英、李三伟、郑志坚、梅启庸、朱森昌、唐道源 1993 强激光与粒子束 5 415]
[13]	Qi L Y, Jiang X H, Chen J B, Liu S Y, Zheng Z J, Zhang B H, Ding Y K, Li C G, Wang D H, Zhu S C, Zhang J T 2002 Acta Phys. Sin. 51 2063 (in Chinese) [祁兰英、蒋小华、郑志坚、张保汉、丁永坤、李朝光、王大海、朱森昌、张家泰 2002 51 2063]
[14]	Li S W, Qi L Y, Yi R Q, Zheng Z J, Tang D Y 1995 High Power Laser and Particle Beams 7 205 (in Chinese) [李三伟、祁兰英、易荣清、郑志坚、唐道源 1995 强激光与粒子束 7 205]
[15]	Briesmeister J F 2000 MCNP—A General Monte Carlo N-Particle Tansport Code (Radiation Safety Information Computational Center)
[16]	Xu M H, Liang T J, Zhang J 2006 Acta. Phys. Sin. 55 2357 (in Chinese) [徐妙华、梁天骄、张杰 2006 55 2357]
[17]	Zhao Z Q, Ding Y K, Gu Y Q, Wang X X, Hong J, Wang J, Hao Y D, Yuan Y T, PU Y K 2007 Acta. Phys. Sin. 56 7127 (in Chinese) [赵宗清、丁永坤、谷渝秋、王向贤、洪伟、王剑、郝轶聃、袁永腾、蒲以康 2007 56 7127]

[1]	李树. 光子与相对论麦克斯韦分布电子散射截面的蒙特卡罗计算方法. , 2018, 67(21): 215201. doi: 10.7498/aps.67.20180932
[2]	赵家瑞, 于全芝, 梁天骄, 陈黎明, 李玉同, 国承山. 利用光核反应对激光等离子体中超热电子温度诊断的理论研究. , 2013, 62(7): 072501. doi: 10.7498/aps.62.072501
[3]	余金清, 金晓林, 周维民, 李斌, 谷渝秋. 激光-纳米丝靶相互作用过程中超热电子的加热机理研究. , 2012, 61(22): 225202. doi: 10.7498/aps.61.225202
[4]	李鹏, 许州, 黎明, 杨兴繁. 金刚石薄膜中二次电子输运的蒙特卡罗模拟. , 2012, 61(7): 078503. doi: 10.7498/aps.61.078503
[5]	金晓林, 黄桃, 廖平, 杨中海. 电子回旋共振放电中电子与微波互作用特性的粒子模拟和蒙特卡罗碰撞模拟. , 2009, 58(8): 5526-5531. doi: 10.7498/aps.58.5526
[6]	施卫, 薛红, 马湘蓉. 半绝缘GaAs光电导开关体内热电子的光电导振荡特性. , 2009, 58(12): 8554-8559. doi: 10.7498/aps.58.8554
[7]	王光昶, 郑志坚, 谷渝秋, 温贤伦, 陈涛, 张婷, 张建炜. 超热电子输运背向光辐射的实验研究. , 2008, 57(8): 5117-5122. doi: 10.7498/aps.57.5117
[8]	蔡达锋, 谷渝秋, 郑志坚, 周维民, 焦春晔, 温天舒, 淳于书泰. 飞秒激光-金属薄膜靶相互作用中靶前后超热电子能谱的比较. , 2007, 56(1): 346-352. doi: 10.7498/aps.56.346
[9]	王光昶, 郑志坚, 谷渝秋, 陈涛, 张婷. 利用渡越辐射研究超热电子在固体靶中的输运过程. , 2007, 56(2): 982-987. doi: 10.7498/aps.56.982
[10]	赵宗清, 丁永坤, 谷渝秋, 王向贤, 洪伟, 王剑, 郝轶聃, 袁永腾, 蒲以康. 超短超强激光与铜靶相互作用产生Kα源的蒙特卡罗模拟. , 2007, 56(12): 7127-7131. doi: 10.7498/aps.56.7127
[11]	远晓辉, 李玉同, 徐妙华, 郑志远, 梁文锡, 于全芝, 张翼, 王兆华, 令维军, 魏志义, 赵卫, 张杰. 激光入射角对靶面方向超热电子发射的影响. , 2006, 55(11): 5899-5904. doi: 10.7498/aps.55.5899
[12]	徐妙华, 梁天骄, 张杰. 利用韧致辐射诊断激光等离子体相互作用产生的超热电子. , 2006, 55(5): 2357-2363. doi: 10.7498/aps.55.2357
[13]	李昆, 李玉同, 张军, 远晓辉, 徐妙华, 王兆华, 张杰. 不同偏振态下的飞秒激光脉冲与铝靶相互作用中超热电子的产生. , 2006, 55(11): 5909-5916. doi: 10.7498/aps.55.5909
[14]	远晓辉, 李玉同, 徐妙华, 于全芝, 王首钧, 张杰, 赵卫, 王光昶, 温贤伦, 焦春晔, 何颖伶, 张双根, 王向贤, 黄文忠, 谷渝秋. 超热电子产生的靶后相干渡越辐射光谱实验研究. , 2006, 55(10): 5362-5367. doi: 10.7498/aps.55.5362
[15]	谷渝秋, 蔡达锋, 郑志坚, 杨向东, 周维民, 焦春晔, 陈豪, 温天舒, 淳于书泰. 飞秒激光-固体靶相互作用中超热电子能量分布的实验研究. , 2005, 54(1): 186-191. doi: 10.7498/aps.54.186
[16]	彭晓昱, 张杰, 金展, 梁天骄, 仲佳勇, 武慧春, 刘运全, 王兆华, 陈正林, 盛政明, 李玉同, 魏志义. 超短脉冲激光与乙醇微滴相互作用中超热电子的双叶状角分布. , 2004, 53(8): 2625-2632. doi: 10.7498/aps.53.2625
[17]	祁兰英, 陈家斌, 蒋小华, 刘慎业, 郑志坚, 张保汉, 丁永坤, 李朝光, 王大海, 朱森昌, 张家泰. “神光Ⅱ”首轮基频光驱动内爆实验超热电子诊断. , 2002, 51(9): 2068-2073. doi: 10.7498/aps.51.2068
[18]	祁兰英, 蒋小华, 陈家斌, 刘慎业, 郑志坚, 张保汉, 丁永坤, 李朝光, 王大海, 朱森昌, 张家泰. “神光Ⅱ”基频光黑腔靶实验超热电子诊断. , 2002, 51(9): 2063-2067. doi: 10.7498/aps.51.2063
[19]	陈正林, 张杰. 对超热电子诱生的磁场分布的估算. , 2001, 50(4): 735-740. doi: 10.7498/aps.50.735
[20]	陈正林, 张杰. 对超热电子诱生的磁场分布的估算. , 2000, 49(11): 2180-2185. doi: 10.7498/aps.49.2180

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