慣性約束聚變中電子束驅(qū)動(dòng)快點(diǎn)火的電子源產(chǎn)生于超強(qiáng)激光與稠密靶的相互作用，強(qiáng)度約為1020~1021Wcm-2，能量約為100kJ，脈寬10ps的激光脈沖與錐靶作用，驅(qū)動(dòng)氘氚聚變，所需沉積能量約為20kJ。而電流強(qiáng)度超過1011Acm-2的相對論電子束在錐頂熱稠密等離子體中的傳輸過程亟待研究。
圖1Sn-Kα產(chǎn)額，Sn-Kα/Ag-Kα產(chǎn)額比值與面密度關(guān)系圖
圖2熱稠密和冷固體隨面密度變化的模擬圖
圖1Sn-Kα產(chǎn)額，Sn-Kα/Ag-Kα產(chǎn)額比值與面密度關(guān)系圖
在冷靶中的碰撞能量損失率主要取決于電流強(qiáng)度及材料電阻等，最近在實(shí)驗(yàn)上也得到了證實(shí)。本文首次測量了強(qiáng)度近2×1011Acm-2電流在熱稠密物質(zhì)的能量損失，與冷靶及熱壓縮鋁靶進(jìn)行對比。實(shí)驗(yàn)在利弗莫爾JLF-Titan裝置上進(jìn)行，相對論電子束的散度與靶厚度的關(guān)系由球面成像彎晶及KB鏡測量，電子束散度約為19o，快電子的能量損失由Kα產(chǎn)額測量。如圖1(a)所示為Sn-Kα產(chǎn)額與面密度間關(guān)系，圖1(b)為Sn-Kα產(chǎn)額與Ag-Kα產(chǎn)額的比值。在熱稠密樣品中，比值隨面密度增長而迅速下降，與厚靶間顯示出明顯的差別。該特征是熱稠密樣品非碰撞式能量損失的主要標(biāo)志。
如圖2(a)所示為熱稠密和冷固體兩種樣品能量損失隨面密度變化的模擬圖，盡管兩者的碰撞損耗相似，但熱稠密樣品的電阻式損耗明顯高于冷靶。圖2(b)為冷靶和熱壓縮鋁靶的電阻對比，可見在電子束傳輸前電阻率接近6.2，高于電阻截止散射截面(1.2)和電阻截止本領(lǐng)(2.1)所計(jì)算結(jié)果。該矛盾主要源自電子能量沉積對熱樣品和冷靶電阻影響的時(shí)間演化。
在較低的相對論電流密度中，能量損失主要來自于背景材料的直接碰撞。而本文數(shù)據(jù)顯示在更高的相對論電流密度下，沖擊誘導(dǎo)加熱的電子間碰撞，對電阻的影響，將是能量沉積的主要因素。
圖2熱稠密和冷固體隨面密度變化的模擬圖
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