利用 X-FEL 理解部分电离等离子体的 X 射线汤姆逊散射
等离子体物理
2012-10-02 v2
摘要
在过去十年中，众多研究人员一直试图开发实验技术，利用 X 射线汤姆逊散射作为测量高能密度等离子体（如惯性约束聚变中使用的等离子体）的温度、电子密度和电离态的方法。随着 SLAC 直线加速器相干光源 (LCLS) 处 X 射线自由电子激光 (X-FEL) 的出现，我们现在拥有了 keV 能区的此类源。X 射线汤姆逊散射实验的一个挑战在于如何模拟部分电离等离子体的散射。大多数用于模拟实验数据的汤姆逊散射代码极大地简化或忽略了束缚电子对散射强度的贡献。在这项工作中，我们采用了现有的包含弹性离子 - 离子散射和电子 - 电子等离激元散射的汤姆逊散射模型，并加入了部分电离等离子体中束缚电子的贡献。除了氢等离子体外，当今研究的几乎所有等离子体都含有束缚电子，理解它们的贡献至关重要，特别是随着 X-FEL 等新 X 射线源的出现，我们将能够研究更高 Z 的等离子体。目前大多数实验关注的是氢或铍。我们将首先通过分析现有实验数据来考察束缚电子对铍的贡献。然后，我们考虑几种更高 Z 的材料（如 Cr），并预测散射谱中存在需要新计算工具才能理解的额外峰。对于 Sn 等离子体，我们表明束缚电子的贡献以改变实验推断的等离子体温度和密度的方式改变了散射谱的形状。
引用
@article{arxiv.1207.5075,
title = {Using the X-FEL to understand X-ray Thomson scattering for partially ionized plasmas},
author = {J. Nilsen and W. R. Johnson and K. T. Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1207.5075},
year = {2012}
}
备注
13th International Conference on X-ray Lasers Paris, France June 10, 2012 through June 15, 2012