对激光与高Z靶耦合主要物理过程,其中包括激光吸收,电子热传导,等离子体运动,非平衡原子物理,X光转换和辐射输运等现象的数值模拟作了全面的概括性描述。提出了总体微分方程组,建立了差分计算格式和求解方法,给出了程序数值计算的结果。

在激光X光转换规律的研究中必须认真讨论辐射场的计算。本文提出了解电子,离子,光子三温相脱离的能量方程的两种差分格式,即隐式格式的整体迭代求解和分裂格式解法,文中介绍了能量交换项与其它项分开计算的分步方法,并考察了对温度变化的影响。数值计算表明结果是正确有效的

本文对激光X光转换的主要物理过程和数值模拟程序概况作了概括性的介绍,给出了典型的物理图像和数值计算结果。在分析数值结果的基础上,对某些重要物理量作了规律性的研究,预估结果与实验测量值作了比较,它们在定性趋势和定量结果方面都符合得较为满意。

本文简要地描述了激光X光转换涉及的物理问题和重要物理过程,概括地介绍了数值模拟程序的规模。激光聚变有两种途经,用激光直接驱动氘氚靶丸,使其达到高温高密度,必须实现理想的球面内爆,这就要求激乐靶表面要有很高的均匀性。但是由于激光的相干性达到上述要求是很困难的。通常称这种方式为激光直接驱动。如果用激光产生的非相干的X光辐照靶丸表面,就可达到极好的均匀性,能够实现理想的球面内爆,这被称为激光间接驱动。激光X光转换是间接驱动惯性约束聚变的重要课题和关键技术。数值模拟和地下核爆的小囊试验指出,实现点火和中等增益的热核聚变要求激光器的输出能量5-10MJ,功率~100TW。这将是本世纪末和下一世纪的目标。但是现有高功率激光器产生的X光在近期有多方面的应用。如高功率X光激光的泵浦源,在实验室中辐射流体力学现象的研究,以及高温高密度靶围内物质性质的研究等等。因此研究激光产生X光的物理规律不仅有远景目标,而且有重要的现实意义。