Skip to main content
SUPERVISOR
Zafarollah Kalantari,Akbar Parvazian
سیدظفراله کلانتری (استاد مشاور) اکبر پروازیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hossein Karimi
حسین کریمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

The High Order Relativistic Effects in Stimulating Raman Scattering in Laser-Plasma Intractions
The stimulated Raman scattering (SRS) is one of the parametric instabilities, which is developed in the underdense region (below quarter-critical density) of laser-produced plasmas. SRS can be simply characterized as a decay of incident pumping electromagnetic wave in another electromagnetic wave and in a fast forward going electrostatic Langmuir wave. Very well known feature of large amplitude electrostatic waves propagating through a plasma is the trapping and the accelerating electrons. Discovery of the wave acceleration has led to an intense study of this phenomenon mainly in the context of laser fusion experiments in the recent years. For investigating the Stimulating Raman Scattering (SRS), we simulate this process for the plasma situation that is available in the spherical tokamaks. For this purpose, we use the XOOPIC code that is a program used to simulate the laser plasma interactions. Then the time evolution of the electron distribution function and the energy transferred to the plasma is obtained. In the next step, we study nonlinear temporal evolution of SRS process in presence of combined effects of relativistic and ponderomotive nonlinearities taking into account the coupling between pump, scattered and plasma waves, in completely ionized plasma. The plasma is considered to be cold and it is assumed that electron thermal velocity is small compared to their quiver velocity under the influence of the laser field For this porpuse, we introduce the basic equations that govern the dynamics of SRS process. Then we use mode coupled equations for three wave process under present approach and then use it to obtain separate set of equations describing nonlinear time dependent evolution of amplitudes and phases of the pump, scattered and plasma waves. In the last step, We study and discuss numerically the nonlinear coupled evolution of SRS process in some special circumstances.
راکتورهای همجوشی، ماشین هایی برای استخراج انرژی هسته ای می باشند. در این راکتور ها هسته های عناصر سبک در طی یک واکنش همجوشی هسته ای به هست? سنگین تر تبدیل می شوند که این واکنش با تولید انرژی همراه است. محاسبات نشان می دهند که به منظور داشتن راکتوری بهینه، سوخت همجوشی باید دارای دمایی از مرتب? 100میلیون درج? سانتی گراد و چگالی ای از مرتب? 10 23 ذره بر مترمکعب باشد. بنابراین، مسئل? گرم کردن ومحصور سازی سوخت همجوشی ، اساسی ترین و مهم ترین موضوع در این راکتور ها می باشد. در راکتور های کروی از میدان های مغناطیسی به منظور محصور سازی سوخت همجوشی که به صورت پلاسما است، استفاده می شود. همچنین از امواج الکترومغناطیسی (پالس لیزر) به منظور افزایش دمای سوخت همجوشی استفاده می شود. نرخ انتقال انرژی از پالس لیزر به پلاسما که یک پارامتر تعیین کننده در بهر? انرژی راکتور می باشد، همواره یکی از موضوعات مهم در بررسی این راکتور ها بوده است. گستر? وسیعی از برهم کنش ها در اثر برخورد پالس لیزر با پلاسمای همجوشی ممکن است رخ دهد. یکی از این برهم کنش ها ناپایداری های پارامتری است که در آن، پالس لیزر سبب تهییج یکی ازمد های نوسانی پلاسما می شود و بدین ترتیب انرژی لیزر به پلاسما انتقال می یابد. ناپایداری های پارامتری، دارای انواع مختلفی می باشد که ما از آن میان پراکندگی رامان القایی را بررسی کردیم. در پراکندگی رامان القایی ورود پالس لیزر به پلاسما، سبب تهییج یک موج الکترواستاتیک الکترونی و یک موج الکترومغناطیسی پراکنده شده می شود. در این پراکندگی شرایط تطبیق فرکانسی حایز اهمیت می باشد. چراکه تنها زمانی پراکندگی رامان القایی رخ می دهد که موج الکترومغناطیسی پراکنده شده با پالس لیزر ورودی دچار زنش شود. زنش ایجاد شده بین این دو موج سبب ایجاد نیروی محرکه ای می شود که در نهایت سبب گسیل یک موج لانگمیر در پلاسما می شود. موج با انتشار در داخل پلاسما سبب گیراندازی الکترون ها در دامن? خود شده و بدین ترتیب انرژی به ذرات پلاسما منتقل می شود. ما در این پایان نامه سعی کردیم تا ناپایداری پراکندگی رامان القایی را برای شرایط پلاسمایی موجود در یک راکتور کروی شبیه سازی کنیم. این شبیه سازی با استفاده از برنام? صورت گرفت و نتایج به دست آمده نشان دهند? انتشار یک موج لانگمیر در پلاسما بود. همچنین نرخ انتقال انرژی به ذرات پلاسما در این حالت محاسبه گردید. در مرحل? بعدی سعی کردیم تا با در نظر گرفتن جملات نسبیتیِ غیر خطیِ مرتب? بالا درمعادلات شبیه سازی، تأثیر این جملات را در پراکندگی رامان القایی مورد بررسی قراردهیم. در نظر گرفتن این جملات در محاسبات نشان دهند? کاهش انتقال انرژی به پلاسما در حضور اثرات نسبیتی است. همچنین اثرات ناشی از تغییر دمای پلاسما در نرخ رشد ناپایداری پراکندگی رامان القایی مورد مطالعه قرار گرفت. در این حالت نیز کاهش انرژی منتقل شده به پلاسما در صورت کاهش دمای آن مشاهده شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی