快速点火设计中的输运研究：真实电子源、集成PIC-流体动力学、外加磁场
等离子体物理
2015-06-05 v1
摘要
对理想化的锥形引导快速点火靶的输运建模表明，快电子源发散性带来了严峻挑战。混合粒子云（PIC）代码Zuma与辐射流体动力学代码Hydra协同运行，模拟快电子传播、燃料加热和热核燃烧。快电子源基于使用PSC代码进行的3D显式PIC激光-等离子体模拟。该模拟显示出准双温能谱和发散角谱（平均速度空间极角为52度）。基于PIC发散性的输运模拟表明，对于从快电子注入到稠密燃料的70微米适中间距，超过1 MJ的快电子能量无法实现点火。然而，人为准直源后，点火能量为132 kJ。为减轻发散性，我们考虑了外加轴向磁场。约50 MG的均匀磁场足以恢复人为准直的点火能量。Omega激光装置的实验通过在内爆胶囊中施加50-100 kG的种子磁场，已产生此量级的磁场。然而，这种内爆磁场在输运区域比在激光吸收区域更为压缩。当快电子遇到增强的磁场强度时，磁镜效应会反射其中相当一部分，从而减少与燃料的耦合。本文提出了一种空心磁管（在有限半径处达到峰值）作为规避磁镜效应的场构型。
引用
@article{arxiv.1205.1594,
title = {Fast-ignition design transport studies: realistic electron source, integrated PIC-hydrodynamics, imposed magnetic fields},
author = {D. J. Strozzi and M. Tabak and D. J. Larson and L. Divol and A. J. Kemp and C. Bellei and M. M. Marinak and M. H. Key},
journal= {arXiv preprint arXiv:1205.1594},
year = {2015}
}
备注
16 pages, 17 figures, submitted to Phys. Plasmas