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磁流体动力学中磁力离心效应及其在超快激光剥膜等离子体中的同位素分离

等离子体物理 2026-03-10 v5 应用物理

摘要

发展了一个自洽模型,以解释在超快激光照射固体表面后,剥膜等离子体中镍同位素异常富集的现象。该模型基于剥膜等离子体中磁力离心机的自发产生,以及伴随的离子圆环运动,有效旋转频率约为 10910^9 弧度/秒。质量分离发生在具有圆柱对称性的径向坐标上,轴向垂直于作用表面。从 Ni 同位素中提取出的高斯形径向磁场 BeffB_{eff} 被证明是轴向 BzB_z 分量与第二个贡献 BibwB_{ibw} 的组合,后者代表了由于广谱离子伯恩森波提供的电静力加速度而对圆环运动产生的等效磁场。这些 IBW 也负责观察到的特定电荷态下显著共振富集。除了离子的圆环旋转外,还提出了与整个等离子体流体旋转相关的刚体旋转模型,证明其对同位素富集影响甚微。圆环旋转与 IBW 主导了整个过程。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.20299,
  title  = {Magnetic Centrifuge Effects in Ultrafast Laser Ablation Plasmas},
  author = {Peter P. Pronko and Paul A. Van Rompay},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.20299},
  year   = {2026}
}

备注

Replacement version has additional sections added (Section 8 and 9) to expand on and clarify radial broadening of enrichments and resonance band widths