Studium interakce laserového záření s pevnými terči v kontextu urychlování iontů a zapálení jaderné fúze rázovou vlnou
Typ dokumentu
habilitation thesishabilitační práce
Autor
Klimo, Ondřej
Metadata
Zobrazit celý záznamAbstrakt
Při interakci vysoce intenzivního laserového impulsu s hmotou vzniká horké plazma. Tento
fakt je znám již od poloviny 70. let 20. století a ze stejné doby pochází i myšlenka o využití
intenzivního laserového záření k zapálení termojaderné fúze. Tato myšlenka byla do značné míry
hnacím motorem vědeckého a technologického vývoje v oblasti pulzních laserových systémů
s vysokou energií. Ačkoliv se tehdy zdálo, že k průlomové události demonstrující možnost výroby
energie za pomocí laserem zapálené termojaderné fúze dojde již v blízké budoucnosti, na takovou
událost stále čekáme i dnes. Překážku na cestě k dosažení inerciální fúzi tvoří dva hlavní faktory.
Jsou to hydrodynamické nestability a nestability laserového plazmatu.
Nestability laserového plazmatu vznikají v dlouhé koroně před povrchem terče a vedou pře vážně k rozptylu laserového záření a urychlování elektronů. Rychlost jejich růstu se zvyšuje
s intenzitou a vlnovou délkou laserového záření. Proto mohou představovat problém zejména
v nově představeném způsobu zapálení inerciální fúze tzv. "Shock ignition", kdy má být k za pálení reakce v již stlačeném palivu použita dodatečná silná rázová vlna, vyvolaná absorpcí
laserového záření o zvýšené intenzitě. I když tento přístup k zapálení fúze sebou přináší některé
výhody, jako například lepší hydrodynamickou stabilitu a vyšší energetický zisk, není jasné, zda
jeho úspěšné použití neznemožní právě nestability interakce laserového záření s plazmatem. Stu diu těchto nestabilit v podmínkách relevantních pro zapálení inerciální fúze dodatečnou silnou
rázovou vlnou se věnuje první část této habilitační práce, která prezentuje souhrn publikací
autora na toto téma.
Kromě aplikací v termojaderné fúzi se s rozvojem technologie generování a zesilování krát kých laserových impulsů objevila i perspektivní možnost použití laserové interakce jako mi kroskopického krátko-pulzního zdroje energetických částic, zejména elektronů, iontů a fotonů
(ale sekundárně například i neutronů a pozitronů). Elektrony v terči jsou urychlovány rovněž
samotným elektrickým a magnetickým polem laserové vlny, ale k urychlování nabitých čás tic na velmi vysoké energie se obecně používají pole indukovaná v průběhu laserové interakce
s plazmatem. K urychlování iontů tak dochází především na povrchu pevných terčů v důsledku
porušení kvazineutrality plazmatu, které je způsobené pohybem urychlených elektronů. Druhá
část této habilitační práce prezentuje souhrn publikací autora, zabývajících se novými mož nostmi v urychlování iontů, s důrazem na efektivitu tohoto procesu a na možnosti generace
iontových svazků s úzkým energetickým spektrem.
Kolekce
K tomuto záznamu jsou přiřazeny následující licenční soubory: