發(fā)布時間：2020-12-21 15:14

　　磁場與等離子體廣泛存在于宇宙當中,宇宙中的很多現(xiàn)象如蟹狀星云的不穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)、吸積盤噴流、高速粒子的產(chǎn)生等等,都與磁場和等離子體之間的相互作用有關(guān)。在天體物理或者空間物理領(lǐng)域,由于觀測條件限制,針對這些現(xiàn)象的研究還不夠完備。近幾十年,隨著脈沖功率技術(shù)的發(fā)展,陸續(xù)建成了強磁場裝置和高功率激光裝置,為在實驗室條件下研究磁場與等離子體之間的相互作用提供了實驗環(huán)境。本論文主要針對磁化背景中的激光等離子體膨脹進行了實驗和模擬的相關(guān)研究。激光等離子體在磁化背景中膨脹,根據(jù)背景等離子體的阿爾芬速度,可以將膨脹類型簡要分為亞阿爾芬速度膨脹和超阿爾芬速度膨脹。我們在中國科學技術(shù)大學的磁化激光等離子體裝置上進行了亞阿爾芬速度膨脹的實驗,利用激光燒蝕平面靶產(chǎn)生等離子體,由亥姆霍茲線圈提供準穩(wěn)態(tài)準均勻的外磁場。通過等離子體的自發(fā)光成像以及飛秒光的干涉,診斷了激光等離子體在外磁場中演化過程。等離子體在外磁場中減速膨脹,在等離子體-磁場的交界面上出現(xiàn)嚴重密度堆積,形成抗磁腔結(jié)構(gòu)�？勾徘坏淖畲蟪叽缗c磁場約束效果相關(guān),實驗上改變激光能量五和磁場強度B,發(fā)現(xiàn)抗磁腔Vmax滿足定標關(guān)系Vmax～E/B2。磁流體模擬發(fā)現(xiàn)該定... 

【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 緒論——磁場與等離子體相互作用
    1.2 實驗室天體物理和實驗室空間物理
    1.3 標度變換
    1.4 論文的主要內(nèi)容和安排
第2章 磁化激光等離子體綜述
    2.1 磁化背景中等離子體的膨脹過程
    2.2 等離子體在磁化背景中亞阿爾芬速度膨脹
    2.3 亞阿爾芬速度膨脹的不穩(wěn)定性
        2.3.1 磁化瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
        2.3.2 大拉莫半徑不穩(wěn)定性
        2.3.3 低雜漂移不穩(wěn)定性
        2.3.4 不穩(wěn)定性的實驗結(jié)果
    2.4 等離子體在磁化背景中超阿爾芬速度膨脹
    2.5 超阿爾芬速度膨脹的無碰撞沖擊波
        2.5.1 磁化沖擊波
        2.5.2 磁化沖擊波的加速機制
    2.6 本章小結(jié)
第3章 亞阿爾芬速度膨脹的抗磁腔和不穩(wěn)定性
    3.1 需求背景
    3.2 磁化激光等離子體裝置上的實驗安排
    3.3 磁化激光等離子體裝置上的實驗結(jié)果
        3.3.1 抗磁腔
        3.3.2 不穩(wěn)定性
    3.4 磁流體模擬方法及結(jié)果
        3.4.1 模擬方法
        3.4.2 模擬結(jié)果
    3.5 抗磁腔定標率
        3.5.1 空間定標率
        3.5.2 時間定標率
        3.5.3 充磁黑腔
    3.6 大拉莫半徑不穩(wěn)定性
        3.6.1 理想模型下的不穩(wěn)定性
        3.6.2 耗散模型下的不穩(wěn)定性
        3.6.3 不穩(wěn)定性的非線性階段
        3.6.4 針對不穩(wěn)定性的磁流體模擬
    3.7 低雜漂移不穩(wěn)定性的實驗安排
    3.8 低雜漂移不穩(wěn)定性的實驗結(jié)果
    3.9 低雜漂移不穩(wěn)定性的實驗結(jié)果分析
        3.9.1 質(zhì)子照相的結(jié)果分析
        3.9.2 質(zhì)子照相的反演
        3.9.3 不穩(wěn)定性增長率的分析
    3.10 本章小結(jié)
第4章 超阿爾芬速度膨脹的粒子加速
    4.1 需求背景
    4.2 超阿爾芬速度膨脹的實驗安排
    4.3 超阿爾芬速度膨脹的實驗結(jié)果
        4.3.1 光學診斷結(jié)果
        4.3.2 法拉第筒診斷結(jié)果
        4.3.3 電子譜儀
    4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]納秒激光燒蝕固體靶產(chǎn)生的等離子體在外加橫向磁場中膨脹時的溫度和密度參數(shù)演化[J]. 梁亦寒,胡廣月,袁鵬,王雨林,趙斌,宋法倫,陸全明,鄭堅.  物理學報. 2015(12)

博士論文
[1]激光驅(qū)動等離子體中的無碰撞沖擊波與離子加速[D]. 張文帥.中國工程物理研究院 2018
[2]非穩(wěn)態(tài)垂直無碰撞激波中的粒子加速[D]. 楊忠煒.中國科學技術(shù)大學 2011



本文編號：2930043