高强度激光-固体模拟中激光能量到硬 X 射线的高效转换
等离子体物理
2021-11-03 v1
摘要
我们给出的模拟预测，在高强度（1e20–1e22 W/cm2）激光-固体模拟中，激光到 X 射线的转换效率显著高于此前的结果。研究表明轫致辐射发射持续 10–100 ps，这难以用传统的粒子在胞（PIC）代码建模。我们还展示了集体效应的重要性，揭示了蒙特卡洛建模在此类体系中的局限性。为在三维中建模该 X 射线产生过程，我们开发了一款带有轫致辐射例程的新型开源混合 PIC 代码。采用特殊边界条件来模拟复杂的电子回流行为，该行为已在二维全 PIC 模拟中表征。峰值 X 射线效率记录于厚金靶中，激光能量向能量不低于 1 MeV 的 X 射线的转换率达 7.4%。靶尺寸被证明会影响发射 X 射线的转换效率与角分布，并给出了用于估算这些效率的简单解析模型。
引用
@article{arxiv.2107.01723,
title = {Highly efficient conversion of laser energy to hard X-rays in high intensity laser-solid simulations},
author = {Stuart Morris and Alex Robinson and Christopher Ridgers},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.01723},
year = {2021}
}
备注
11 pages, 11 figures, 1 table