Skip to main content
SUPERVISOR
Zafarollah Kalantari,Akbar Parvazian
سیدظفراله کلانتری (استاد مشاور) اکبر پروازیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Kamal Hajisharifi
کمال حاجی شریفی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
In this thesis, stimulated Raman scattering(SRS) and electron heating in laser plasma propagating along the plasma fusion is investigated by particle-in cell simulation. Then with applying an external magnetic field on plasma, productio of whistler waves and electron heating associated with whistler waves in direction perpendicular to external magnetic field was observed in simulation. Before we go any deeper into laser plasma interaction, we need to be able to understand what Landau Damping is. Landau Damping is often as collision- less damping, which results from the resot energy exchange between waves and plasma particle. In this thesis, we applied a small hnitial perturbation, in order to observe the decaying rate of the electrostatic energy, to observed Landau Damping. In the field of laser fusion, controlling the groth rate of instabilities has long been recognized as necessary condition for the feasibility of direct and indirect-drive fusion schemes. Stimulated Rama scattering(SRS) is just one of these instabilities, whose critical feature is to generate energy electrons, which can preheat the core of fusion reactor. The plasma wave with low phase velocities generated in B-SRS, dominates initially in time and space, accelerated the backward electrons by trapping them. Then this electrons boosted to higher energies by the F-SRS plasma waves with high phase velocities.tow-stage electron acceleration may be more efficient du to the coexistence of these tow instabilities. Numerical simulation of the interaction of laser pulse propagating along external magnetic field show that, along with electrostatic upper hybried wave, a laser pulse can parametrically excite abroad spectrum of whistler wave with frecuencies below the electron cyclotron frecuency. The mechanisms of particle heating by wane turbulence can be strongly influenced by the dispersion properties of oscillations in a relativistic plasma. In the case when the spectrum of phase velocities is broad enough, the heating can be described using the framework of quasilinear theory. Electron heating predominantly in the direction perpendicular to laser pulse prppagation was observed in simulations. A two-dimensional relativistic electromagnetic particle-in-cell code XOOPIC used to simulation of laser plasma interactions. The object-oriented implementation of the code makes relatively simple the task of extending and including new physics into the original code. The XOOPIC code has implemented Cartesian and Cylindrical geometries. It can also handle electrostatic and electromagnetic simulations and relativistic and non-relativistic particles. Keywords fusion, Whistler wave, laser, plasma,stimulated Raman scattering, Landau Damping, cyclotron frecuency, dispersion relative, simulation, object-oriented.
در این پایان نامه به شبیه سازی عبور پالس لیزر از یک محیط پلاسمای همجوشی با استفاده از روش ذره در جعبه پرداخته و پراکندگی رامان تحریکی و گرمایش الکترون های محیط توسط این پراکندگی مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه با اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی بر محیط پلاسما، تولید امواج سوت کش الکترومغناطیسی و نقش آنها در گرمایش الکترون های محیط در جهت عمود بر میدان مغناطیسی خارجی را مشاهده نمودیم. قبل از این که به طور عمیق وارد بحث برهم کنش لیزر-پلاسما شویم، نیازمندیم که بندانیم میرایی لانداو چیست. میرایی لانداو که به آن میرایی بدون برخورد نیز گفته می شود از تبادل انرژی میان امواج و ذرات پلاسما نتیجه می گردد. در این پایان نامه در مشاهده میرایی لانداو، اختلالی کوچک به منظور مشاهده نمودن میرایی انرژی الکترواستاتیکی اعمال کردیم. در بحث لیزر-همجوشی، کنترل رشد ناپایداری ها ویژگی لازم در رسیدن به صورت مستقیم یا غیر مستقیم به طرح همجوشی می باشد. پراکندگی رامان تحریکی تنها یکی از این ناپایداری هاست که می تواند با تولید الکترون های پرانرژی، نقشی اساسی در پیش گرمایش قلب راکتور همجوشی داشته باشد. در پراکندگی رامان تحریکی پس رو، که در زمان ها و مکان های اولیه ورود پالس لیزر به محیط پلاسما انجام می گیرد، اموج پلاسمای الکترونی تولید شده با سرعت فاز پایین، با گیراندازی الکترون های محیط سبب انتقال انرژی به این ذرات می گردند. این الکترون ها با گیرافتادن در دامنه امواج پلاسمای الکترونی تولید شده در پراکندگی رامان پیش رو، به دلیل سرعت فاز بالای این امواج، تا انرژی های بالاتر گرمادهی می شوند. این گرمایش دو مرحله ای در نواحی از محیط پلاسمای همجوشی که هر دو نوع پرکندگی در حال وقوعند از اهمیت بیشتری برخوردار می باشد. این شبیه سازی عددی نشان می دهد که در برهم کنش پالس لیزر در حال انتشار در جهت میدان مغناطیسی خارجی، در کنار امواج هیبریدی بالا، پالس لیزر می تواند طیف گسترده ای از امواج سوت کش با فرکانس زیر فرکانس سیکلوترونی الکترونی را تهییج نماید. مکانیزم گرمایش الکترون ها توسط طیفی گسترده از امواج به شدت تحت تاثیر رابطه پاشاندگی نوسانات پلاسمای نسبیتی می باشد. در این حالت هنگامی که طیف سرعت فاز امواج سوت کش به اندازه کافی گسترده باشد، می توان در توصیف گرمایش الکترون ها از چارچوب تئوری شبه خطی استفاده نمود. در این شبیه سازی گرمایش الکترون ها در جهت عمود بر انتشار پالس لیزر قابل مشاهده می باشد. کد الکترومغناطیسی نسبیتی دو بعدی XOOPIC در برهم کنش پلاسما مورد استفاده قرار گرفت. قسمت شی گرا کد، به منظور ساده سازی در گسترش و ایجاد فیزیک جدید در کد اصلی پیاده سازی شده است. این کد شامل هندسه های دکارتی و استوانه ای می باشد. این کد همچنین می تواند شبیه سازی های الکترواستاتیکی و الکترومغناطیسی را شامل گردد. واژه های کلیدی: همجوشی، موج سوت کش، لیزر، پلاسما، پراکندگی رامان تحرکی، میرایی لانداو، فرکانس سیکلوترونی،رابطه پاشندگی شبیه سازی، شی گرا.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی