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激光等离子体中热核反应产生的中子

DOI：10.1063/1.5126411 期刊：Physics of Plasmas 出版年份：2020 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 通过激光等离子体中的热核反应产生高强度中子束的理论研究。迄今为止，最先进的中子束是通过激光诱导粒子加速产生的高能粒子束随后与次级靶相互作用而获得的。本文研究表明，利用拍瓦级激光产生的等离子体中的热核反应，可获得带宽窄两个数量级的中子束。此类中子束的强度比最先进的激光驱动中子束低约一到两个数量级。为此，我们研究了拍瓦级激光与D?气体射流靶及CD?固态靶相互作用产生的等离子体中的2H(d,n)3He反应。结果还显示该方法可直接测量天体物理相关低温条件下的反应速率。此外，与D?气体射流靶相比，使用CD?固态靶还能显著增强等离子体屏蔽效应，为研究该天体物理领域迄今未解的问题开辟了新途径。
作者： Yuanbin Wu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究通过激光产生的等离子体中的热核反应制造高强度中子束，以及在天体物理相关低温条件下直接测量反应速率的可能性。

研究成果

利用拍瓦级激光产生的等离子体中的热核反应，可获得具有窄带宽的强中子束，在工业和基础研究应用方面具有优势。该研究还强调了直接测量天体物理相关低温下反应速率的潜力，以及增强CD2固态靶中等离子体屏蔽效应的可能性。

研究不足

该研究属于理论层面，实际实验验证仍有待开展。二维粒子模拟（PIC）因缺失某一维度的信息，无法精确描述物理系统。激光能量向中子产额的转化效率及物理系统的精确建模，均需更多实验与计算资源支持。

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