1
本文研究了強磁化非均勻等離子體中強圓偏振激光脈沖的傳播特性蒙谓，結(jié)果表明柜候，左旋圓偏振激光脈沖沿磁場沿等離子體密度梯度向上傳播時，在等離子體的左截止密度處發(fā)生反射汽摹。然而，右圓偏振激光器可以穿透密度梯度深入等離子體而不產(chǎn)生截止或共振苦锨，并對電子在尾跡中產(chǎn)生的湍流加熱逼泣。PIC模擬結(jié)果與理論計算結(jié)果吻合較好。
2
采用0.3T脈沖磁場對低溫激光產(chǎn)生的銅等離子體進行加熱壓縮舟舒。磁場是通過放置在燒蝕點上方10mm的平面3圈線圈產(chǎn)生的拉庶。通過線圈中心孔的等離子體被強烈聚焦。等離子體的感應(yīng)加熱使整體可見光發(fā)射和Cu II線發(fā)射現(xiàn)象有了較大的增強秃励。等離子體聚焦對沉積（堆積）銅的空間分布的收縮也有明顯的影響砍的。等離子體的加熱和聚焦可以用電阻磁流體力學的框架來解釋
3
PIC模擬表明，強圓極化激光在被激光等離子體相互作用耗散之前莺治，可在固體密度的圓形鋁等離子體殼體腔內(nèi)容納數(shù)百個周期廓鞠。右旋的CP激光脈沖可以通過高度磁化過密H等離子體的厚板，幾乎沒有反射和衰減地入射到腔體內(nèi)谣旁。然后床佳，俘獲的激光在平板等離子體和殼等離子體的內(nèi)表面被多次反射，慢慢地把能量傳遞給后者榄审。與入射激光相比砌们，由于出現(xiàn)了微弱的近似各向同性和均勻的起伏，頻率僅略有增大搁进，波矢略有變化
4
為了提高電子驅(qū)動快速點火的核心加熱效率浪感，我們提出了使用外部施加的縱向磁場的快速電子束引導(dǎo)。 基于FIREX級實驗的粒子模擬饼问，我們證明了在具有中等鏡像比的情況下影兽，通過kilotesla級外部磁場在碰撞致密等離子體中具有足夠的光束引導(dǎo)性能。 由于電阻效應(yīng)莱革，通過形成磁管結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)了鏡場的鏜孔峻堰，這表明在高鏡像場中光束引導(dǎo)的可能性對于更高的激光強度和/或更長的脈沖持續(xù)時間。
5
我們采用快速點火一體化互聯(lián)仿真系統(tǒng)(FI 3)研究了圓錐插入式球形靶盅视、實心CD殼靶捐名、DT冰層靶在外加強磁場條件下的壓縮和加熱過程仿真結(jié)果表明，球形靶的壓縮是穩(wěn)定的闹击，具有產(chǎn)生高區(qū)域密度核等離子體的潛力镶蹋。在外加磁場的壓縮的等離子體中，磁鏡比小于4，不能反射堆芯加熱所需的熱電子贺归。磁束導(dǎo)引也明顯增強了實心CD殼靶淆两、DT冰層靶的加熱效率
6
摘要提出了一種利用外軸向磁場診斷激光產(chǎn)生的快電子束本征發(fā)散的方法，并對該方法進行了數(shù)值模擬牧氮∏砬唬快電子的最大束半徑隨初始發(fā)散的增大而增大瑰枫，隨軸向磁場的幅值增大而減小踱葛。研究表明，在軸向場作用下光坝，快速電子的本征散度可以通過測量不同深度的光束半徑得到尸诽。本文提出的方案對今后的快點火實驗和其它應(yīng)用具有一定的參考價值
7
采用細胞內(nèi)/流體混合粒子模擬方法，研究了高密度磁化等離子體中電子能量快速沉積的機理盯另。研究發(fā)現(xiàn)性含，在強軸向磁場中，由于電子在軸向磁場中快速旋轉(zhuǎn)鸳惯，使得鋁靶的歐姆加熱和碰撞加熱的能量沉積比明顯增強商蕴。超強激光驅(qū)動的快電子在磁化和非磁化固體目標中傳播時，隨著激光強度的增加芝发，歐姆加熱的比重增加绪商。當激光強度大于10^18w /cm 2時，相對于碰撞加熱這是主要的加熱機制辅鲸。軸向磁場對快電子能量沉積機制的影響程度取決于靶材料格郁，而對于低z目標如CH_2，軸向磁場的作用要弱得多独悴。所得結(jié)果對快電子應(yīng)用的靶的設(shè)計有一定的指導(dǎo)意義
8
采用二維PIC數(shù)值模擬方法例书，研究了1 ~ 50MG均勻磁場對超強激光輻照過密等離子體中相對論電子束產(chǎn)生和輸運的影響。本研究提供了明確的證據(jù)刻炒，即外加磁場可以有效地限制空間中的相對論電子决采，即使源是高度發(fā)散的，因為它迫使電子螺旋運動坟奥。相比之下织狐，螺旋運動電子與電流成絲不穩(wěn)定性相互作用產(chǎn)生的自發(fā)磁場在相對論電子散射中占主導(dǎo)地位。隨著外加磁場從1mg增加到50mg筏勒，激光與具有加熱快點火中壓縮核潛力的相對論電子的整體耦合從6.9%增加到21.3%移迫，而REB的發(fā)散角從64°顯著增加到90°。仿真結(jié)果表明管行，外加磁場值為3-30MG更適合于快速點火慣性聚變厨埋。
9
Fast ignition realization experiment with high-contrast kj pw LFEX laser and strong external magnetic field 高對比度kj pw LFEX激光，強外加磁場捐顷，快點火實現(xiàn)實驗
LFEX——一種用于快點火的PW激光系統(tǒng)（法國）（現(xiàn)在能在1.5ps內(nèi)通過4束激光傳出2J能量）已經(jīng)在GEKKO-XII激光設(shè)施旁邊建設(shè)了荡陷，它是用來演示：在FIREX項目的支持下雨效，一種把高密度等離子體加熱至點火溫度的高效快速加熱方式。
一個圓錐連接到一個含有聚變?nèi)剂系那蛐伟蟹显蓿苑乐构跔畹入x子體進入LFEX激光束的路徑徽龟。LFEX激光束聚焦在錐的頂端，以產(chǎn)生相對論電子束(REB)唉地，該電子束加熱一個致密的聚變?nèi)剂虾司莼冢摼圩內(nèi)剂虾耸怯蒅EKKO-XII激光束壓縮一個球形氘化塑料靶產(chǎn)生的。最近的研究表明耘沼，電流加熱效率僅為0.4%极颓，使用現(xiàn)有的GEKKO，LFEX系統(tǒng)的快速點火(FI)方案提高效率有三個要求：
（i） 減少REB的高能尾部;
（ii） 通過使用有限數(shù)量的GEKKO-XII激光束（12束）群嗤，以及有限的能量（4kJ of 0.53-μm light in a 1.3ns pulse）以形成具有高區(qū)域密度（面密度菠隆？）的聚變?nèi)剂虾?
（iii） 將REB電子引導(dǎo)聚焦到聚變?nèi)剂虾恕?/p>
如果等離子體的尺寸較長，激光-等離子體相互作用產(chǎn)生的電子能量過高狂秘，就無法有效加熱燃料核心骇径。
為滿足第一個要求，采取了三項行動者春。首先破衔，預(yù)脈沖與LFEX主脈沖的強度對比被提高到>10^9。其次碧查，引入一個5.5 mm長的錐形體运敢，以減少（未轉(zhuǎn)換的1.053μm內(nèi)爆光束光照射而產(chǎn)生的）內(nèi)錐預(yù)熱。第三忠售，錐壁外涂40 μm塑料層传惠，以保護錐壁不受內(nèi)爆等離子體產(chǎn)生的壓力。經(jīng)過以上改進稻扬，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)化——將13%的LFEX激光能量轉(zhuǎn)化為REB的低能量部分卦方，其斜率溫度為0.7MeV，接近有質(zhì)動力尺度泰佳。
為滿足第二項要求盼砍，利用激光驅(qū)動的球面會聚激波對直徑為200-μm的實心球形球體進行壓縮，形成面密度為~0.07g/cm^2的致密球芯逝她。與殼層內(nèi)爆壓縮相比浇坐，當實心球靶不能產(chǎn)生熱斑的時候，匯聚激波壓縮具有更大的流體動力穩(wěn)定性黔宛。實心球壓縮更可取還因為近刘，可以壓縮外部磁場來讓REB瞄準靶核，由于激波壓縮區(qū)域的磁Reynolds數(shù)相對較小。
為了滿足第三個要求觉渴，我們使用激光驅(qū)動的電容線圈靶產(chǎn)生了強千特斯拉級別的磁場介劫。用質(zhì)子偏轉(zhuǎn)儀和b點探針對磁場的強度和時間歷程進行了表征。在LULI 2000激光設(shè)備上已經(jīng)演示了在平面幾何結(jié)構(gòu)中使用0.6 kt場的REB引導(dǎo)案淋。在真實的FI場景中座韵，在REB產(chǎn)生點和燃料芯之間形成磁鏡。用數(shù)值模擬方法研究了強磁場對REB傳輸和等離子體壓縮的影響踢京。
根據(jù)輸運計算誉碴，加熱效率可由0.4%提高到4%，如果GEKKO和LFEX激光系統(tǒng)滿足上述三個要求漱挚。加熱效率可以提高到10%翔烁，通過增加燃料核心的面密度
10 Magnetically Assisted Fast Ignition 磁助快點火
通過綜合（整體）PIC模擬渺氧，研究了快電子的產(chǎn)生和輸運過程旨涝，使用了2 ps的petawatt點火激光和峰值密度為300gcm?3、面密度0.49 gcm?2的壓縮靶在核心侣背。當一個20MG的靜態(tài)磁場施加于一個傳統(tǒng)的無錐靶時白华，從激光到核心的能量耦合增強了7倍，達到14%贩耐。這一數(shù)值甚至超過了使用插入錐形靶獲得的數(shù)值弧腥，表明磁輔助方案可能是FI的一種可行的替代方案。利用該方案潮太，我們證明了兩個反向傳播的6ps, 6kj的激光管搪，沿磁場傳輸它們12%的能量到核心，也就是加熱到3kev铡买。
11
為提高快點火激光聚變中的核心加熱效率更鲁，外磁場引導(dǎo)相對論電子束的概念被通過FIREX級靶的綜合模擬來評估。對于附錐形殼層靶的情況奇钞，由于芯體的顯著的畸變澡为，且大部分快電子由于內(nèi)爆形成的磁鏡而被反射，因此施加磁場會導(dǎo)致芯體加熱性能下降景埃。另一方面媒至，在附錐形實心球靶的情況下，內(nèi)爆千基特斯拉級磁場下會更穩(wěn)定谷徙。通過內(nèi)爆形成了可行的磁場構(gòu)型拒啰。因此，磁芯加熱效率通過施加磁場提高了一倍完慧。實心球靶的堆芯加熱特性與加熱脈沖發(fā)射時間選擇的關(guān)系也得到了研究
