高温・高密度プラズマ中のK殻X線スペクトル形状解析コードの開発

高温高密度等离子体中K壳X射线谱形分析代码的开发

• 批准号: 07740347
• 负责人: 佐々木 明
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07740347/
• 关键词: X線レーザー; レーザー生成プラズマ; 原子素過程; シミュレーション

本考研究では、X線レーザーへの応用を目標として、レーザー生成Alプラズマ中における水素様AlのLyman-α線のスペクトル形状を考慮したエスケーププロバビリティ計算コードを開発を行った。今回対象としたプラズマは、強度10^<15>W/cm^2以上、パルス幅10ps以下のレーザー光を固体ターゲット上に線状集光することによって生成し、電子密度は10^<18-22>1/cm^3、温度は100-1000eV程度の範囲にある。このプラズマ中では、H様やHe様イオンの共鳴線のライントラッピングがイオンの価数分布、ポピュレーションに大きな影響を与える。特にH様イオンのBalmer-α線をレーザー遷移として用いるX線レーザーへの応用では、Lyman-α線のトラッピングは重要である。この条件下でのAlのLyman-α線のスペクトルは、2重線(1s_<1/2>-2p_<1/2>および1s_<1/2>-2p_<3/2>)の分裂が5mÅ、Doppler広がりによるスペクトル広がりが数mÅであるのに対して、プラズマが急激に膨張することによる10mÅ以上のDopplerシフトを持つことが特徴である。従来はプラズマ中の各位置におけるLyman-α線の中心波長でのエスケーププロバビリティを計算していたが、計算を波長依存で行うように改良したところ、X線レーザーの利得媒質として典型的な条件でエスケーププロバビリティの30%程度の増加が得られた。この改良により、プラズマの温度、密度、ポピュレーションの空間分布とスペクトル線の形状の双方を考慮したエスケーププロバビリティの計算が可能になり、X線レーザーの特性のより実際的な評価が可能になった。

This test study で は, X-ray レ ー ザ ー へ の を 応 target と し て, レ ー ザ ー generated Al プ ラ ズ マ in に お け る water element others in Al の Lyman alpha line の ス ペ ク ト ル shape を consider し た エ ス ケ ー プ プ ロ バ ビ リ テ ィ computing コ ー ド を open 発 を line っ た. Today back as と seaborne し た プ ラ ズ マ は, intensity of 10 ^ < 15 > W/cm ^ 2 above, パ ル ス picture below 10 ps の レ ー ザ ー を light solid タ ー ゲ ッ ト に line set light す る こ と に よ っ て generated し, electron density は 10 ^ < 18 to 22 > 1 / cm ^ 3, 100-1000 ev temperature は degree の van 囲 に あ る. In こ の プ ラ ズ マ で は, H others や He others イ オ ン の chord line の ラ イ ン ト ラ ッ ピ ン グ が イ オ ン の 価 number distribution, ポ ピ ュ レ ー シ ョ ン に big き な influence を and え る. Trevor に H others イ オ ン の Balmer alpha line を レ ー ザ ー migration と し て in い る X-ray レ ー ザ ー へ の 応 with で は, Lyman alpha line の ト ラ ッ ピ ン グ は important で あ る. こ の conditions で の Al の Lyman alpha line の ス ペ ク ト ル は, 2 line s_ (1 1/2 > < - 2 p_ 1/2 > < お よ び s_ 1 1/2 > < - 2 p_ (3/2 >) の split が 5 mA, Doppler hiroo が り に よ る ス ペ ク ト ル hiroo が り が number mA で あ る の に し seaborne て, プ ラ ズ マ が nasty shock に expansion Youdaoplaceholder0 とによる とによる over 10mA, <s:1> Dopplerシフトを holds the characteristics of とが とが である. 従 to は プ ラ ズ マ の in each position に お け る Lyman alpha line の center wavelength で の エ ス ケ ー プ プ ロ バ ビ リ テ ィ を computing し て い た が line, computing を wavelength dependent で う よ う に improved し た と こ ろ, X-ray レ ー ザ ー の gains medium と し て な conditions of typical で エ ス ケ ー プ プ ロ バ ビ リ テ ィ の の raised 30% degree plus が must ら れ た . こ の improved に よ り, プ ラ ズ マ の temperature, density, ポ ピ ュ レ ー シ ョ ン の spatial distribution と ス ペ ク ト の ル line shape の を considering both し た エ ス ケ ー プ プ ロ バ ビ リ テ ィ の calculation が could に な り, X-ray レ ー ザ ー の features の よ り be interstate な review 価 が may に な っ た.

项目成果

佐々木明: "2次元流体コードと原子過程ポストプロセッサによる再結合X線レーザーのシミュレーションコードの開発" レーザー研究. 22(発表予定). (1996)

Akira Sasaki：“使用二维流体代码和原子处理后处理器开发重组 X 射线激光模拟代码”Laser Research 22（即将出版）。

A.Sasaki: "2-D Hydrodynamic, Atomic Kinetics, and Line Transfer Simulation for Recombination Pumped Soft X-Ray Lasers" J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf.54. 353-360 (1995)

A.Sasaki：“复合泵浦软 X 射线激光器的二维流体动力学、原子动力学和线传输仿真”J. Quant。