激光等离子体相互作用与激光聚变PDF电子书下载

第一章 激光在等离子体中的传播 1

§1 引言 1

§2 高频波在等离子体中的传播方程 3

§3 几何光学近似和WKB方法 8

§3．1 几何光学近似 8

§3．2 激光传播的正则方程和光路追踪方法 12

§3．3 WKB方法 15

§4 激光传播方程的精确解 20

§5．1 线性逆轫致吸收 23

§5 逆轫致吸收 23

§5．2 非线性逆轫致吸收 30

§5．3 轫致过程的量子统计研究 30

§6 激光的共振吸收 35

第二章 等离子体中的有质动力及某些有关的物理现象 46

§1 有质动力 46

§2 有质动力势及其对粒子分布函数的影响 49

§3 激光自洽传播方程和一维平衡 51

§4 成丝问题 54

§5 захапров方程和Langmuir波孤立子 58

§6 有质动力对宏观流体力学运动的影响 65

§1 引言 71

第三章 等离子体粒子模拟方法 71

§2 粒子模拟方法概述 73

§2．1 粒子模拟的基本概念 73

§2．2 有限大小粒子模型 75

§3 粒子云网格(Cloud-in-Cell)法方程 78

§3．1 Maxwell方程 78

§3．2 粒子运动方程 80

§3．3 粒子云方程 81

§4 数值解法和快速富利叶变换(Fast Fourier Transform) 83

§4．1 麦克斯韦场方程差分格式 83

§4．2 粒子运动方程的差分 87

§4．3 快速富利叶解法及稳定性 92

§4．4 多时标粒子模拟方法 94

§5 噪声抑制和静止开始技术 98

§5．1 粒子模拟中的噪声 98

§5．2 噪声开始 100

§5．3 静止开始技术 101

§6 多束流失真和相空间周期性光滑化 107

§6．1 非物理多束流不稳定性 107

§6．2 相空间周期性光滑化 109

§7 自力 113

§8 弱碰撞效应的模拟 117

§8．1 碰撞模型 117

§8．2 数值计算 118

§8．3 考虑弱碰撞效应的一些物理问题的粒子模拟 120

第四章 激光等离子体相互作用和粒子模拟 124

§1 反常吸收机制 124

§1．1 什么是反常吸收 124

§1．2 反常吸收的主要机制 126

§2 离子声湍流 130

§3 参量不稳定性 134

§3．1 参量不稳定性的一维静电模型 135

§3．2 参量不稳定性的粒子模拟 138

§3．3 饱和机制分析和非线性加热率 140

§4．1 受激Raman散射(SRS) 143

§4 激光等离子体的受激散射 143

§4．2 受激Brillouin散射(SBS) 153

§5 双等离子体衰变不稳定性和(3/2)ωL谐波 157

§5．1 双等离子体衰变不稳定性理论描述 157

§5．2 (3/2)ωL谐波产生机制 161

§6 成丝(finamentation)效应 166

§7 双流不稳定性 171

§7．1 双流不稳定性机理 171

§7．2 双流不稳定性粒子模拟 171

§8 激光辐照的去相干技术和对产生超热电子过程的抑制 174

§8．1 激光辐照的均匀性和去相干技术 174

§8．2 诱导空间非相干技术对Raman散射的影响 179

第五章 电子热传导和激光驱动的冲击波 185

§1 引言 185

§2 电子的经典热传导 185

§2．1 电子的经典热传导率 185

§2．2 电子的经典传热距离估计 187

§3 电子传热的抑制现象及限流处理 187

§3．1 电子传热的抑制现象 187

§3．2 阻热因素分析 188

§3．3 限流处理 190

§4．1 临界面运动状态和烧蚀区的增压 191

§4 烧蚀压定标定律 191

§4．2 解析模型 194

§5 激光驱动的冲击波在介质中的传播 200

§6 激光——高压状态方程应用 204

§6．1 激光高压状态方程实验精度分析 205

§6．2 激光高压状态方程实验靶设计要求 207

第六章 超热电子输运及预热效应 210

§1 相对论形式的Boltzmann方程及Fokker-Planck碰撞项 210

§1．1 超热电子慢化机制 210

§1．2 相对论形式的Boltzmann方程 211

§1．3 碰撞项的推导 211

§2．1 超热电子多群限流扩散方程 219

§2 求解超热电子输运的多群限流扩散方法 219

§2．2 热电子扩散方程 225

§2．3 自洽电场的确定 226

§3 超热电子输运及预热效应的数值模拟实例 226

§4 超热电子能量沉积的简化模型 228

§4．1 超热电子的射程 228

§4．2 能量沉积的简化模型 231

第七章 激光等离子体产生的X光辐射 234

§1 引言 234

§2 激光靶耦合主要物理过程的弛豫时间 235

§2．1 带电粒子间库伦碰撞的弛豫时间 235

§2．2 辐射与物质相互作用的弛豫时间 239

§3 研究激光X光转换的基本物理假定 243

§4 平均原子模型 244

§5 平均原子模型离化势的改进公式 246

§6 束缚电子占据概率Pn方程组的建立 248

§7 X光的发射速率与吸收系数 260

§8 谱线形状与加宽效应 265

§9 适用于等离子体的若干简化原子模型 270

§10 数值模拟激光X光转换的物理方程组 284

§11 计算激光X光转换效率的解析模型 289

第八章 非平衡弛豫过程中的刚性问题 303

§1．1 刚性问题的提法 304

§1 刚性问题和Gear方法 304

§1．2 Gear方法 308

§2 解束缚电子占据概率方程组的数值方法 313

§2．1 束缚电子占据概率方程组 313

§2．2 多时标微扰论分析方法 315

§2．3 零级量的计算 318

§2．4 一级量的计算 322

§2．5 数值模拟与分析 324

§3 三温方程中的刚性问题 327

§1 引言 335

第九章 辐射输运方程及其解法 335

§2 粒子的平衡分布 336

§2．1 电子的平衡分布及平衡布居的求解 337

§2．2 光子的平衡分布 342

§3 辐射输运方程 346

§3．1 辐射输运方程的建立 347

§3．2 相对论辐射输运方程——流体运动对辐射输运方程的影响 350

§4 无限空间内的辐射输运 361

§4．1 PN方法 365

§4．2 一维(径向)扩散方程 367

§4．3 Y_1~1近似，二维扩散方程 369

§5．1 光子的散射过程，Fokker-Planck方程 374

§5 多群方法、辐射与物质的耦合 374

§5．2 一般的多群方法，辐射与物质的能量交换 378

§5．3 多频率——灰色方法 381

§5．4 多带方法 384

§5．5 平衡辐射场的能量(温度)扩散方程 388

第十章 激光聚变内爆动力学物理 392

§1 热核反应物理基础 392

§1．1 库伦势垒 392

§1．2 热核反应 394

§1．3 热核反应速率 395

§1．4 核聚变反应 397

§1．5 次级带电粒子的能量 398

§1．6 热核反应截面 399

§2 激光聚变的一般物理要求 403

§2．1 惯性约束聚变的点火条件 403

§2．2 球形内爆和中心点火 407

§2．3 等熵压缩 411

§2．4 对称性要求 413

§2．5 流体力学不稳定性 414

§2．6 燃料的预热问题 416

§3 实现激光聚变的两种方式 416

§3．1 直接驱动方式 416

§3．2 辐射驱动内爆动力学 426

第十一章 流体力学和超热电子输运问题的数值方法 438

§1 概述 438

§2 一维三温流体力学方程组 440

§2．1 质量、动量守恒方程与Lagrange变换 440

§2．2 一维三温方程 442

§2．3 定解条件 443

§3 一维三温流体力学方程组差分格式 444

§3．1 差分格式 444

§3．2 截断误差与解法 447

§4．1 人为粘性 450

§4 人为粘性及差分格式的稳定性条件 450

§4．2 差分格式的稳定性 451

§5 一维磁流体力学问题 455

§5．1 基本方程与定解条件 456

§5．2 差分格式 458

§5．3 能流的数值计算公式 459

§6 二维问题 462

§6．1 二维问题研究概况 462

§6．2 反扩散法与FCT 463

§7 超热电子输运问题 466

§7．1 基本方程 466

§7．2 数值方法 467