بررسی گرمایش الکترونی در برهم‌کنش‌های لیزر - پلاسما

Investigation of electron heating in laser-plasma interaction

Text

(2013-02-19)
در این مقاله عبور پالس لیزر از یک محیط پلاسمای همجوشی با استفاده از روش ذره در جعبه شبیه سازی شده است. همچنین پراکندگی رامان تحریکی و گرمایش الکترون های محیط توسط این پراکندگی مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه با اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی بر محیط پلاسما، تولید امواج سوت کش الکترومغناطیسی و نقش آنها در گرمایش الکترون های محیط در جهت عمود بر میدان مغناطیسی خارجی را مشاهده نمودیم. در پراکندگی رامان تحریکی پس رو، که در زمان ها و مکان های اولیه ورود پالس لیزر به محیط پلاسما انجام می گیرد، امواج پلاسمای الکترونی تولید شده با سرعت فاز پایین، با گیراندازی الکترون های محیط سبب انتقال انرژی به این ذرات می گردند. این الکترون ها با گیر افتادن در دامنه امواج پلاسمای الکترونی تولید شده در پراکندگی رامان پیش رو، به دلیل سرعت فاز بالای این امواج، تا انرژی های بالاتر گرمادهی می شوند. این گرمایش دو مرحله ای در نواحی از محیط پلاسمای همجوشی که هر دو نوع پراکندگی در حال وقوع‌اند از اهمیت بیشتری برخوردار می باشد. در این مقاله برخلاف کارهای صورت گرفته در این زمینه که عموماً به بررسی زمانی این پدیده‌ها پرداخته شده است، گرمایش و چگونگی انتشار امواج از دید مکانی را بیشتر مورد بررسی قرار خواهیم داد.
In this paper, stimulated Raman scattering (SRS) and electron heating in laser plasma propagating along the plasma fusion is investigated by particle-in cell simulation. Applying an external magnetic field to plasma, production of whistler waves and electron heating associated with whistler waves in the direction perpendicular to external magnetic field was observed in this simulation. The plasma waves with low phase velocities, generated in backward-SRS and dominateing initially in time and space, accelerated the backward electrons by trapping them. Then these electrons promoted to higher energies by the forward-SRS plasma waves with high phase velocities. This tow-stage electron acceleration is more efficient due to the coexistence of these two instabilities.
مجموعه‌ها: