Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Квазирезонансное фотовозбуждение и конверсионный распад низкоэнергетических ядерных состояний в горячей плазме фемтосекундного лазерного импульса

Диссертация: Квазирезонансное фотовозбуждение и конверсионный распад низкоэнергетических ядерных состояний в горячей плазме фемтосекундного лазерного импульса
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Следует отметить, что наличие высокой доли горячих электронов в плазме ФЛИ оказывает влияние, как на зарядовый состав лазерной плазмы, так и на эффективность генерации жесткого рентгеновского излучения плазмы, тем самым, определяя эффективность фотовозбуждения ядер. Так, например, испытывая неупругое рассеяние на ионах плазмы и атомах мишени, горячие электроны излучают непрерывный спектр… Читать ещё >

Квазирезонансное фотовозбуждение и конверсионный распад низкоэнергетических ядерных состояний в горячей плазме фемтосекундного лазерного импульса (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ГЛАВА 1. Оценка величины средней энергии горячего электронного компонента лазерной плазмы модифицированным методом фильтров
    • 1. 1. Модифицированный метод фильтров оценки средней энергии горячих электронов лазерной плазмы
    • 1. 2. Детекторы рентгеновского излучения на основе ФЭУ-119 со сцинтиллятором NaI (Tl) и кремниевого лавинного фотодиода
    • 1. 3. Методика подбора фильтров, обеспечивающая наилучшую точность оценок средней энергии горячих электронов лазерной плазмы модифицированным методом фильтров
    • 1. 4. Экспериментальная установка для оценки средней энергии горячих электронов лазерной плазмы модифицированным методом фильтров
    • 1. 5. Определение величины средней энергии горячих электронов лазерной плазмы модифицированным методом фильтров с использованием рентгеновских детекторов с различной спектральной чувствительностью
    • 1. 6. Влияние контраста и поляризации фемтосекундных лазерных импульсов на эффективность генерации и величину средней энергии горячих электронов лазерной плазмы
  • Основные результаты главы
  • ГЛАВА 2. Возбуждение низкоэнергетических ядерных состояний квазирезонансными рентгеновскими линиями атомов и ионов плазмы фемтосекундного лазерного импульса
    • 2. 1. Фотовозбуждение низкоэнергетических ядерных состояний линейчатым рентгеновским излучением
    • 2. 2. Кинетика генерации рентгеновских линий при взаимодействии мощного фемтосекундного лазерного импульса с твердотельной мишенью
    • 2. 3. Обоснование возможности эффективного возбуждения низкоэнергетических ядерных состояний резонансным линейчатым излучением ионов лазерной плазмы
    • 2. 4. Описание методики расчета ионизационного состава стационарной лазерной плазмы
    • 2. 5. Расчет населенностей возбужденных состояний ионов в стационарной плазме алюминия
    • 2. 6. Расчет ионизационного состава стационарной плазмы алюминия
    • 2. 7. Влияние горячего электронного компонента на населенности возбужденных состояний ионов и ионизационный состав лазерной плазмы
    • 2. 8. Возбуждение ядра 201Hg8o квазирезонансным Ка-излучением иона алюминия А1*
  • Основные результаты главы
  • ГЛАВА 3. Конверсионный распад возбужденных ядерных состояний при расширении горячей лазерной плазмы
    • 3. 1. Внутренняя электронная конверсия (ВЭК) в нейтральных атомах и ионах
    • 3. 2. Внутренняя электронная конверсия в расширяющейся высокоионизованной горячей лазерной плазме
    • 3. 3. Методика регистрации энергетических и зарядовых спектров частиц лазерной плазмы
    • 3. 4. Механизмы образования отрицательных ионов высоких энергий при расширении горячей лазерной плазмы в окружающий газ
  • Основные результаты главы

Актуальность темы

.

Создание в конце 20-го века фемтосекундных лазерных систем настольного типа, способных генерировать световые импульсы длительностью 10−1000 фс (1 фс = 10″ 15 с) с энергией до 1 Дж, позволило при острой фокусировке лазерного излучения получить в лабораторных условиях интенсивности светового поля вплоть до I-10,6−1021 Вт/см2 [1, 2, 3, 4, 5]. Столь интенсивное излучение характеризуется сверхсильной напряженностью электромагнитного поля, превышающей внутриатомное кулоновское поле в атоме водорода ~109 В/см. Взаимодействие такого излучения с веществом протекает в режимах, принципиально отличных от случаев, в которых используются лазерные импульсы более низких интенсивностей. В частности, изучение плазмы, сформированной при облучении различного рода мишеней мощными фемтосекундными лазерными импульсами, стимулировало проведение исследований в таких областях науки и техники как физика высокотемпературной лазерной плазмы и лазерного термоядерного синтезасоздание новых типов источников сверхкороткой длительности, излучающих в ВУФ и рентгеновском диапазонах спектраиспользование лазерной плазмы для инициирования ядерных реакций и т. п. [6, 7, 8, 9,10, 11].

Плазма, создаваемая на поверхности твердотельной мишени высококонтрастным фемтосекундным лазерным импульсом (плазма ФЛИ), обладает рядом уникальных характеристик [9, 10]. Так, за время действия лазерного импульса -10−100 фс образовавшаяся плазма со средним зарядом Z~10 не успевает разлететься и сохраняет плотность близкую к твердотельной при температуре тепловых электронов Ге~0.1−1 кэВ. Одновременно с этим, благодаря таким механизмам как вакуумный нагрев, аномальный скин-эффект, резонансное поглощение и др., в лазерной плазме формируется горячий электронный компонент с характерными энергиями -1−100 кэВ в зависимости от интенсивности лазерного излучения [10]. Так в случае умеренных интенсивностей /~1016 Вт/см2 средняя энергия горячих электронов в плазме составляет величину порядка 5−10 кэВ, а коэффициент преобразования энергии лазерного импульса в энергию горячих электронов величину ~1% [12, 13, 14]. Время жизни приповерхностной лазерной плазмы ФЛИ определяется характерным временем остывания электронов, зависящем как от скорости ее расширения в вакуум (~0.1 нм/фс при 7>-100 эВ), так и от скорости распространения тепловой волны вглубь мишени (~1 нм/фс), и составляет величины —1−10 пс [9]. При этом в процессе расширения лазерной плазмы в вакуум высокозарядные ионы приобретают энергии ~ZTt~-10 кэВ [9, 15].

Лазерная плазма, сформированная при взаимодействии сверхсильного светового поля с веществом, является источником частиц (электронов и ионов) с энергиями вплоть до МэВ (при />1019 Вт/см2) и представляет интерес как в качестве источника корпускулярного излучения высоких энергий [10, 13, 15, 16, 17], так и в качестве объекта, в котором могут быть инициированы ядерные реакции различного типа [6, 11, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24]. Следует отметить, что, благодаря присутствию высокой доли горячих электронов, ядерные реакции с порогом до нескольких десятков кэВ наблюдаются в приповерхностной твердотельной плазме ФЛИ и при умеренных интенсивностях /~1016−1017 Вт/см2 [11, 14, 25, 26, 27, 28]. Среди множества таких реакций особо следует выделить процессы, связанные с осуществлением низкоэнергетических ядерных переходов с энергиями 1−20 кэВ, представляющие интерес для решения таких задач как создание инверсии населенностей в ядрах, инициирование распада высоковозбужденных метастабильных ядерных состояний, разделение изотопов и др. [11,22].

Следует отметить, что за последние 20 лет, в основном российскими учеными, была создана достаточно развитая теория процессов возбуждения низкоэнергетических ядерных состояний в лазерной плазме. Основными каналами возбуждения таких состояний в плазме считаются возбуждение при неупругом рассеянии электронов плазмы на ядрах [29, 30], обратная внутренняя электронная конверсия [31, 32], возбуждение при переходах между электронными оболочками в атомах [33, 34] и фотовозбуждение собственным рентгеновским излучением лазерной плазмы [22, 35, 36], причем, как показывают теоретические оценки, именно последний из этих каналов и обладает максимальной эффективностью [И, 22, 26]. Оказывается, что эффективность возбуждения низкоэнергетических ядерных состояний в лазерной плазме во многом определяется характеристиками ядерного перехода и характерными энергиями взаимодействующих частиц. При этом для успешного возбуждения ядерных состояний с энергиями 1−20 кэВ необходимо создание плазмы с высоким содержанием электронов соответствующих энергий. Таким образом, появление в конце 80-х годов 20-го века фемтосекундных лазерных систем, способных создавать плазму ФЛИ с высоким содержанием горячих электронов с энергиями вплоть до релятивистских, привело к возможности проведения подобных исследований на качественно новом уровне.

На сегодняшний день существует несколько экспериментальных работ, в которых сообщается об успешном возбуждении низкоэнергетических ядерных состояний с использованием тормозного и рекомбинационного излучения лазерной плазмы [14,25, 26]. С другой стороны известно, что спектральная яркость линейчатого рентгеновского излучения может на несколько порядков превышать яркость тормозного излучения лазерной плазмы [37,38, 39, 40]. Идея использования атомарных рентгеновских линий для возбуждения низкоэнергетических ядерных состояний была предложена в работах [41, 42, 43], однако, вопросы об эффективности такого процесса до сих пор детально не изучались. Анализ показывает, что обеспечение точного резонанса между рентгеновской линией и ядерным переходом оказывается, как правило, невозможным, что существенно ограничивает возможности данной схемы возбуждения ядер. Однако, известно, что при ионизации вещества энергия квантов рентгеновских линий увеличивается. В диссертационной работе предлагается, управляя кратностью ионизации лазерной плазмы, осуществлять подстройку энергии квантов рентгеновской линии в точный резонанс с ядерным переходом. Таким образом, использование квазирезонансного линейчатого рентгеновского излучения ионов лазерной плазмы может существенно повысить эффективность фотовозбуждения низкоэнергетических ядерных состояний [44].

Регистрация ядер, возбужденных в горячей плазме ФЛИ, осуществляется путем детектирования продуктов распада возбужденных состояний, основными каналами которого являются гамма-распад и внутренняя электронная конверсия (ВЭК). При этом процесс ВЭК, суть которого состоит в передаче энергии возбуждения ядра одному из электронов, находящихся в составе атома, с последующей его ионизацией, в случае низкоэнергетических ядерных переходов оказывается более вероятным, чем радиационный распад. Ряд теоретических и экспериментальных исследований показывает, что вероятность конверсионного распада во многом определяется кратностью ионизации ионов и может быть уменьшена до нуля в случае удаления из состава атома электронов, энергия связи которых не превышает энергию возбуждения ядра [45, 46]. На сегодняшний день подобные явления наблюдаются в экспериментах, проводимых на различного рода ускорителях, однако, как показывают расчеты, выполненные в рамках диссертационной работы, горячая, плазма ФЛИ, обладая высокой кратностью ионизации, также может быть использована для наблюдения эффекта запрета ВЭК в ионах [47,48].

Конверсионный распад возбужденных ядерных состояний сопровождается испусканием электронов, с энергиями равными разнице энергии ядерного перехода и энергии связи электрона в ионе, и может быть зарегистрирован с помощью анализаторов заряженных частиц с высоким энергетическим разрешением. Исследования показывают, что в условиях горячей плазмы ФЛИ часть ионов расширяющегося плазменного облака превращается в отрицательные ионы высоких энергий [15]. Учитывая, что анализаторы заряженных частиц, как правило, регистрируют частицы с фиксированным знаком заряда, оказывается возможной ситуация, в которой наличие высокого тока отрицательных ионов плазмы приведет к невозможности детектирования одиночных конверсионных электронов, соответствующих распаду возбужденных в лазерной плазме ядер. По этой причине часть диссертационной работы посвящена изучению механизмов и возможности контроля процессов формирования отрицательных ионов высоких энергий при расширении горячей плазмы ФЛИ в остаточном газе.

Как видно из вышесказанного, особое влияние на эффективность возбуждения и распада низкоэнергетических ядерных состояний в плазме ФЛИ оказывает кинетика зарядового состава плазмы. Для определения условий, в которых наблюдается наиболее эффективное фотовозбуждение ядер квазирезонансным линейчатым излучением ионов плазмы или подавление ВЭК, необходимо производить расчеты зарядового состава плазмы в зависимости от ее температуры и плотности. Для решения данной задачи в рамках диссертационной работы предложена оригинальная методика расчета зарядового состава лазерной плазмы с учетом переходов между возбужденными состояниями ионов.

Следует отметить, что наличие высокой доли горячих электронов в плазме ФЛИ оказывает влияние, как на зарядовый состав лазерной плазмы, так и на эффективность генерации жесткого рентгеновского излучения плазмы, тем самым, определяя эффективность фотовозбуждения ядер. Так, например, испытывая неупругое рассеяние на ионах плазмы и атомах мишени, горячие электроны излучают непрерывный спектр тормозного рентгеновского излучения с характерными энергиями квантов порядка средней энергии горячих электронов и длительностью, определяемой временем пролета электронов в мишени -1−10 пс [10, 12]. Одновременно с этим, сталкиваясь с атомами и ионами мишени, горячие электроны могут привести к ударной ионизации внутренних оболочек атомов и ионов, заполнение которых сопровождается испусканием линейчатого рентгеновского излучения. Современные эксперименты показывают, что в зависимости от атомного состава и толщины мишени при использовании фемтосекундных лазерных импульсов с энергией ~1 Дж и интенсивностью свыше 1016 Вт/см2 возможно получение линейчатого рентгеновского излучения субпикосекундной длительности со светимостью до 1012 квантов за выстрел [37, 38, 39, 40], что делает сегодня плазму ФЛИ одним из наиболее ярких источников характеристического рентгеновского излучения. Таким образом, максимальная эффективность фотовозбуждения низкоэнергетических ядерных состояний может быть достигнута при использовании линейчатого рентгеновского излучения ионов плазмы ФЛИ, сгенерированного при ионизации внутренних оболочек ионов горячими электронами плазмы. В связи с этим в диссертационной работе был выполнен ряд расчетов определяющих параметры горячего электронного компонента лазерной плазмы, взаимодействие которого с атомами и ионами мишени приводит к наиболее эффективному высвечиванию рентгеновских линий различных серий.

Одним из основных направлений экспериментальных исследований физики плазмы ФЛИ является оптимизация ее характеристик (температура, зарядовый состав, поток ионов или рентгеновского излучения в заданном диапазоне энергетического спектра и т. п.) путем варьирования параметров лазерного излучения и характеристик мишени. В связи с этим определяющую роль при проведении экспериментов играет вопрос диагностики и контроля параметров плазмы. При этом в контексте проблемы возбуждения низкоэнергетических ядерных состояний в плазме ФЛИ, наибольший интерес вызывает изучение характеристик горячего электронного компонента и жесткого рентгеновского излучения плазмы. Особое внимание при этом уделяется измерению параметров энергетического спектра горячих электронов и их содержания в плазме. Так, например, разработанный авторами работ [12, 14, 49] модифицированный метод фильтров позволяет по одновременному измерению выхода жесткого тормозного рентгеновского излучения лазерной плазмы в различные спектральные диапазоны произвести оценку величины средней энергии горячих электронов в каждом лазерном выстреле. Исследования, проведенные в диссертационной работе, позволили определить влияние спектральных диапазонов, в которых проводятся измерения рентгеновского излучения, и характеристик детекторов на точность оценок средней энергии горячих электронов лазерной плазмы, выполненных в соответствии с данной методикой.

Таким образом, актуальность работы определяется рядом обстоятельств. Во-первых, проведение современных экспериментов по взаимодействию сверхсильного фемтосекундного лазерного излучения с веществом требует разработки достаточно точных методов контроля и диагностики параметров плазмы (в частности горячего электронного компонента) в каждом лазерном выстреле. Во-вторых, возможность управления кратностью ионизации плазмы ФЛИ позволяет контролировать энергию квантов наиболее ярких рентгеновских линий ионов, что может быть использовано для эффективного фотовозбуждения низкоэнергетических ядерных состояний рентгеновским излучением лазерной плазмы. В-третьих, высокая кратность ионизации плазмы ФЛИ делает возможным ее использование для наблюдения эффектов запрета конверсионного канала распада низкоэнергетических ядерных состояний.

Цели диссертационной работы.

Основными целями диссертационной работы явились:

1. Оценка точности экспериментальной методики определения в каждом лазерном импульсе величины средней энергии горячего электронного компонента лазерной плазмы модифицированным методом фильтров с учетом характеристик детекторов рентгеновского излучения. Разработка методики подбора фильтров, обеспечивающих наивысшую точность оценок в широком диапазоне интенсивностей лазерного излучения.

2. Обоснование возможности увеличения эффективности фотовозбуждения низкоэнергетических ядерных состояний с энергиями 1−20 кэВ при использовании квазирезонансного линейчатого рентгеновского излучения атомов мишени и ионов твердотельной лазерной плазмы, сформированной фемтосекундными лазерными импульсами с интенсивностью свыше 1016 Вт/см2.

3. Исследование влияния кинетики зарядового состояния расширяющейся горячей лазерной плазмы, сформированной фемтосекундными лазерными импульсами с интенсивностью свыше 1016 Вт/см2, на вероятность и эффективность регистрации конверсионного распада возбужденных ядерных состояний.

Научная новизна.

1. Предложен метод увеличения эффективности фотовозбуждения низкоэнергетических ядерных состояний рентгеновским излучением лазерной плазмы за счет подстройки энергии рентгеновских линий ионов в точный резонанс с энергией ядерного перехода посредством управления кратностью ионизации лазерной плазмы. Показано, что эффективность фотовозбуждения низкоэнергетического ядерного состояния в ядре 201Hgso с энергией 1561 эВ существенно увеличивается при использовании резонансного Ка-излучения иона А1+9, генерируемого при облучении алюминиевой мишени фемтосекундными лазерными импульсами.

2. В результате численного моделирования установлено, что стационарное распределение населенностей возбужденных состояний ионов в твердотельной плазме достигается на временах, сравнимых с длительностью фемтосекундного лазерного импульса, причем значение «температуры» этого распределения определяется концентрацией и температурой тепловых электронов плазмы. Показано, что наличие горячего электронного компонента, доля которого в лазерной плазме при интенсивностях 101б-1017 Вт/см2 не превышает единиц процентов, не оказывает существенного влияния на ее зарядовый состав, однако, может привести к увеличению доли ионов, находящихся в высоковозбужденных состояниях.

3. Предложено использовать плазму фемтосекундного лазерного импульса для подавления конверсионного канала распада ядерных состояний в условиях высокой кратности ионизации лазерной плазмы. На примере первого возбужденного состояния ядра Hgso с энергией 1561 эВ показано, что горячая твердотельная плазма ртути, сформированная фемтосекундными лазерными импульсами с интенсивностью порядка 1016 Вт/см2, обеспечивает кратности ионизации ионов ртути Z~26−35 достаточные для подавления внутренней электронной конверсии более чем в 2 раза. При этом эффект «заморозки» ионизационного состояния расширяющейся в вакуум горячей лазерной плазмы ртути сохраняет запрет на ВЭК на временах, сравнимых с периодом полураспада возбужденного ядерного состояния в нейтральном атоме -1−10 не.

4. Показано, что отрицательные ионы водорода с энергиями до 35 кэВ, наблюдаемые в экспериментах по взаимодействию фемтосекундного лазерного излучения с интенсивностью порядка 1016 Вт/см2 с твердотельными мишенями, формируются благодаря перезарядке быстрых положительных ионов и нейтральных атомов расширяющейся лазерной плазмы на молекулах остаточного газа в камере.

Практическая ценность.

Практическая ценность работы определяется возможностью использования разработанной методики подбора фильтров для экспресс-оценки с высокой точностью величины температуры горячих электронов твердотельной плазмы ФЛИ модифицированным методом фильтров в широком диапазоне интенсивностей лазерного излучения, вплоть до релятивистских.

Появление фемтосекундных лазерных систем настольного типа способных генерировать импульсы, интенсивность которых при острой фокусировке на мишень составляет величины вплоть до I017 Вт/см2, позволяет использовать их для практического применения эффекта возбуждения низкоэнергетических ядерных состояний рентгеновским излучением лазерной плазмы, а также для исследования и применения эффекта наложения запрета на ВЭК в высокоионизованной плазме ФЛИ.

Кроме этого, полученные в работе результаты демонстрируют возможность использования плазмы ФЛИ для генерации интенсивных потоков отрицательных ионов высоких энергий при ее расширении в окружающем мишень газе.

Таким образом, методы и подходы, развитые в диссертационной работе, могут быть широко использованы в таких областях как ядерная физика и физика плазмы для решения следующих прикладных и фундаментальных задач:

• диагностика плотной горячей плазмы ФЛИ;

• создание источников отрицательных ионов высоких энергий;

• спектроскопия и диагностика параметров низкоэнергетических ядерных состояний;

• исследование процессов внутренней электронной конверсии в высокоионизованных ионах.

Защищаемые положения.

1. Величина средней энергии горячего электронного компонента плазмы, создаваемого на поверхности твердотельных мишеней фемтосекундными лазерными импульсами с интенсивностью порядка 1016 Вт/см2, может быть оценена с точностью ~25−30% в каждом лазерном выстреле модифицированным методом фильтров с использованием рентгеновских детекторов на основе ФЭУ-119 со сцинтиллятором Nal (Tl) толщиной 5 мм и кремниевых лавинных фотодиодов с толщиной чувствительного слоя 80 мкм;

2. Эффективность фотовозбуждения низкоэнергетических ядерных состояний характеристическим излучением горячей лазерной плазмы существенно увеличивается при подстройке энергий квантов рентгеновских линий ионов в точный резонанс с энергией ядерного перехода за счет управления кратностью ионизации плазмы.

3. В расширяющейся плазме ртути, сформированной фемтосекундными лазерными импульсами с интенсивностью свыше 1016 Вт/см2, возможно наложение запрета на конверсионный распад низкоэнергетического ядерного состояния 20, Hggo с энергией 1561 эВ на временах, сравнимых с периодом полураспада возбужденного ядерного состояния в нейтральном атоме -1−10 не.

4. Формирование отрицательных ионов водорода высоких энергий при облучении твердотельных мишеней мощными фемтосекундными лазерными импульсами происходит благодаря перезарядке быстрых положительных ионов и атомов расширяющейся плазмы на молекулах остаточного газа в камере. При этом энергетический спектр отрицательных ионов определяется как формой аналогичного спектра положительных ионов плазмы, так и зависимостью сечений перезарядки от энергии сталкивающихся частиц.

Апробация работы и публикации.

Основные результаты исследований, представленных в диссертации, докладывались автором на следующих научных конференциях: 1-ая международная конференция по лазерной оптике для молодых ученых LOYS-2000 (Санкт-Петербург, Россия, 2000), XVII конференция по когерентной и нелинейной оптике ICONO-2001 (Минск, Беларусь, 2001), 11-ый международный симпозиум по лазерной физике «Laser Physics» (Братислава, Словакия, 2002), 2-ой симпозиум по комплексной плазме и ее взаимодействию с электромагнитным излучением (Москва, Россия, 2004). Также диссертант является соавтором докладов, представленных на научных конференциях: Германо-российский лазерный симпозиум (Мюнхен, Германия, 1998), Сверхинтенсивные лазерные взаимодействия и их применение ULIA-1 (Элоунда, Греция, 1999), 2-ой итало-российский симпозиум по сверхбыстрой оптической физике (Москва, Россия, 1999), 3-ий итало-российский симпозиум по проблемам лазерной физики и технологий (Палермо, Италия, 2000), 9−12 международные симпозиумы по лазерной физике «Laser Physics» (Бордо, Франция, 2000; Москва, Россия, 2001; Гамбург, Германия, 2003), 3-ий международный симпозиум по современным проблемам лазерной физики (Новосибирск, Россия, 2000), 4-ое совещание AFOSR по изомерным ядрам (Туссон, США, 2001), 2-ая международная конференция молодых ученых и специалистов «0птика-2001» (Санкт-Петербург, Россия, 2001), Международная конференция по квантовой электронике IQEC-2002 (Москва, Россия, 2002), QELS-2002 (Лонг-Бич, США, 2002), 2-ая научная молодежная школа «Оптика-2002» (Санкт-Петербург, Россия, 2002), Международная конференция «Сверхкороткое излучение высокой энергии и вещество» (Варенна, Италия, 2003), 11-я конференция по лазерной оптике Ш-2003 (Санкт-Петербург, Россия, 2003).

По теме диссертации опубликовано 13 работ в реферируемых научных изданиях, в том числе 11 статей в отечественных и зарубежных научных журналах и 2 статьи в сборниках и трудах конференций, а также 23 тезиса докладов.

Личный вклад автора.

Все изложенные в диссертационной работе оригинальные результаты получены автором, либо при его непосредственном участии. Автором осуществлялось проведение и обработка данных экспериментальных исследований, разработка и реализация теоретических моделей и расчетов, а также интерпретация полученных результатов.

Структура и объем диссертации

.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и приложения. Работа изложена на 152 страницах, включает 37 рисунков, приложение на 10 страницах и список литературы (общее число ссылок 161).

Основные результаты главы 3.

• Выявлено, что горячая твердотельная плазма ртути, сформированная фемтосекундным лазерным импульсом с интенсивностью порядка.

10'° Вт/см, обеспечивает кратности ионизации ионов ртути Z~26−35 достаточные для подавления конверсионного канала распада первого возбужденного состояния ядра 201Hggo с энергией 1561 эВ более, чем в 2 раза;

• В численном эксперименте получено, что эффект «заморозки» ионизационного состава расширяющейся в вакуум горячей лазерной плазмы ртути, сформированной фемтосекундным лазерным импульсом с интенсивностью порядка 1016 Вт/см2, сохраняет запрет на конверсионный распад первого возбужденного состояния ядра 201Hggo на временах сравнимых с периодом полураспада в нейтральном атоме —1−10 не. При этом количество гамма-распадов возбужденного ядерного состояния может быть увеличено в 2500 раз. Создана модель формирования отрицательных ионов высоких энергий (до 35 кэВ) при расширении горячей лазерной плазмы, сформированной фемтосекундными лазерными импульсами с интенсивностью порядка 1016 Вт/см2, в остаточный газ, находящийся при давлении Ю’МО" 4 торр. Показано, что экспериментально наблюдаемые отрицательных ионы высоких энергий формируются благодаря перезарядке быстрых положительных ионов и атомов расширяющейся лазерной плазмы на молекулах остаточного газа в камере. Получено, что, контролируя давление остаточного газа в камере, можно управлять величиной выхода сформированных при расширении горячей лазерной плазмы ФЛИ отрицательных ионов высоких энергий. В частности при давлении остаточного газа (азота) в камере ~10'2 торр и длине пролетной базы ~1 м достигается максимальный выход ~ 0.5% отрицательных ионов водорода с энергией 5 кэВ. С другой стороны улучшение качества вакуума до 10″ 7 торр позволяет осуществить уменьшение выхода отрицательных ионов до ~10″ 5%, что позволит увеличить эффективность регистрации ВЭК низкоэнергетических ядерных состояний, возбужденных горячей плазме ФЛИ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1 Разработана методика экспериментального определения в каждом лазерном выстреле величины средней энергии горячего электронного компонента лазерной плазмы с использованием двух детекторов жесткого рентгеновского излучения модифицированным методом фильтров с точностью ~25−30% с учетом функции спектральной чувствительности детекторов и интенсивности лазерного излучения.

• Показано, что точность оценок средней энергии горячих электронов лазерной плазмы определяется точностью измерений детекторами величины выхода рентгеновского излучения лазерной плазмы при условии, что границы пропускания фильтров со стороны малых энергий отличаются на величину свыше средней энергии горячих электронов. Например, при интенсивности фемтосекундного лазерного импульса порядка 1016 Вт/см2 средняя энергия горячих электронов составляет величины ~5 кэВ, что приводит к необходимости использования алюминиевых фольг, установленных перед детекторами, толщиной 100 мкм и 500−700 мкм соответственно.

• Точность и диапазон оценок средней энергии горячих электронов лазерной плазмы определяются областью спектральной чувствительности используемых.

• детекторов рентгеновского излучения. Так, кремниевые лавинные фотодиоды с толщиной чувствительного слоя 80 мкм имеют максимум спектральной чувствительности в области энергий рентгеновских квантов 2−20 кэВ и могут быть использованы при предполагаемой средней энергии горячих электронов ~5−15 кэВ. Детекторы на основе ФЭУ-119 со сцинтиллятором NaI (Tl), имеющие при толщине кристалла 5 мм область спектральной чувствительности 2−100 кэВ, могут быть использованы при средней энергии горячих электронов до 50−70 кэВ. При этом использование лавинных фотодиодов обеспечивает лучшую точность оценок за счет меньшего разброса результатов измерений энергии рентгеновского излучения в спектральном диапазоне, соответствующем области максимальной чувствительности детектора.

• Модифицированным методом фильтров с использованием кремниевых лавинных фотодиодов с толщиной чувствительного слоя 80 мкм и детекторов на основе ФЭУ-119 со сцинтиллятором NaI (Tl) толщиной 5 мм оценена величина средней энергии горячих электронов лазерной плазмы, сформированной при взаимодействии высококонтрастных /^-поляризованных фемтосекундных лазерных импульсов с интенсивностью (5−20)-1013 Вт/см2 с вольфрамовой мишенью. Полученные величины составили <2?й>л<�од=5.1±1.4 кэВ и <�Ек>фЭу=ЬЛ±.9 кэВ.

• Модифицированным методом фильтров с использованием детекторов рентгеновского излучения на основе ФЭУ-119 со сцинтиллятором NaI (Tl) определена величина средней энергии горячих электронов лазерной плазмы <£й>~6.7±-1.6 кэВ, сформированной при взаимодействии высококонтрастных р-поляризованных фемтосекундных лазерных импульсов с интенсивностью (5−20)-1015 Вт/см2 с мишенями из Si, Fe, Си и Ge. Полученные величины находятся в согласии с теоретическими оценками, приведенными в работах [10, 59, 60];

• В экспериментах по взаимодействию-поляризованных фемтосекундных лазерных импульсов с интенсивностью (5−20)-1015 Вт/см2 с железной мишенью показано, что ухудшение контраста лазерного импульса по энергии с 103 до ~10 приводит к росту средней энергии горячих электронов от 6.6±1.3 кэВ до 8.2±1.6 кэВ и увеличению выхода жесткого рентгеновского излучения лазерной плазмы;

• В экспериментах по взаимодействию фемтосекундных лазерных импульсов с интенсивностью (5−20)-1015 Вт/см2 с медной мишенью показано, что в отличие от случая-поляризованного излучения, при использовании j-поляризованных лазерных импульсов сколько-нибудь значимого выхода жесткого рентгеновского излучения лазерной плазмы с энергией свыше 2 кэВ не наблюдается, что может быть объяснено подавлением в последнем случае процессов вакуумного нагрева и резонансного поглощения;

2 Показано, что эффективность фотовозбуждения низкоэнергетических ядерных состояний с энергиями 1−20 кэВ может быть существенно увеличена при использовании квазирезонансного линейчатого рентгеновского излучения атомов мишени и ионов твердотельной лазерной плазмы, сформированной фемтосекундными лазерными импульсами с интенсивностью свыше 1016 Вт/см2.

• Реализована численная модель генерации рентгеновских линий при облучении твердотельной мишени мощными фемтосекундными лазерными импульсами за счет ионизации внутренних оболочек атомов горячими электронами плазмы. Получено, что максимальный выход квантов рентгеновских линий Ки L-серий элементов наблюдается при использовании мишеней, толщина которых составляет -(0.7−1 A) dph длин поглощения в ней соответствующих рентгеновских квантов с энергией Esx. При этом температура горячих электронов на поверхности мишени Th, opt должна составлять Th, opr-5Esx для наиболее интенсивных линий К-серии и Th, oprQ-4)Esx для линий L-серии. Оценены максимально возможные коэффициенты конверсии esx, opt ~ 10″ 5−10″ 4 энергии лазерного импульса в энергию различных рентгеновских линий элементов. Построена модель кинетики среднего заряда нестационарной лазерной плазмы и зарядового состава стационарной двухтемпературной лазерной плазмы с учетом ионизации и рекомбинации на возбужденные состояния ионов. Отличительной особенностью модели является методика определения среднего возбужденного состояния всех ионов плазмы по результатам расчетов кинетики возбуждения, выполненных только для одного иона определенной кратности ионизацииВ результате численного моделирования установлено, что равновесное распределение населенностей возбужденных состояний ионов в твердотельной плазме достигается на временах, сравнимых с длительностью фемтосекундного лазерного импульса, причем равновесное значение «температуры» этого распределения определяется концентрацией и температурой тепловых электронов плазмы. Показано, что наличие горячего электронного компонента, доля которого в лазерной плазме при интенсивностях 101б-1017 Вт/см2 не превышает единиц процентов, не оказывает существенного влияния на ее зарядовый состав, однако, может привести к увеличению доли ионов, находящихся в высоковозбужденных состояниях;

Получено выражение для эффективности возбуждения ядер линейчатым рентгеновским излучением с учетом его «истинного» поглощения в веществе. Произведены оценки выхода возбужденных ядер 20lHggo при их облучении квазирезонансными рентгеновскими линиями нейтральных атомов, сгенерированными при взаимодействии мощного лазерного импульса с твердотельными мишенями в оптимальных условиях. Получено, что максимальный выход возбужденных ядер достигается при использовании Кр^з-излучения алюминия и составляет ~0.3 штук за выстрел при облучении алюминиевой мишени лазерным импульсом с энергией 1 Дж. Проведены оценки эффективности фотовозбуждения ядра 201Hggo Ка-излучением иона алюминия А1*9 в оптимальных для его генерации условиях.

Показано, что в этом случае количество возбужденных ядер составляет -350 штук за выстрел при облучении мишени, генерирующей квазирезонансные рентгеновские линии лазерным импульсом с энергией 1 Дж. Данная величина оказывается в 103 раз выше, чем выход возбужденных ядер 20, Hggo при накачке К-излучением нейтральных атомов алюминия.

3 Исследовано влияние кинетики зарядового состояния расширяющейся горячей лазерной плазмы, сформированной фемтосекундными лазерными импульсами с интенсивностью свыше.

10'° Вт/см, на вероятность и эффективность регистрации конверсионного распада возбужденных ядерных состояний.

• Выявлено, что горячая твердотельная плазма ртути, сформированная фемтосекундным лазерным импульсом с интенсивностью порядка.

1016 Вт/см2, обеспечивает кратности ионизации ионов ртути Z-26−35 достаточные для подавления конверсионного канала распада первого возбужденного состояния ядра 20IHgso с энергией 1561 эВ. В численном эксперименте получено, что эффект «заморозки» ионизационного состояния расширяющейся в вакуум горячей высокоионизованной лазерной плазмы ртути, сохраняет запрет на конверсионный распад первого возбужденного состояния ядра 201Hggo на временах сравнимых с периодом полураспада в нейтральном атоме -1−10 не. При этом количество гамма-распадов возбужденного ядерного состояния может быть увеличено в 2500 раз.;

• Создана модель формирования отрицательных ионов высоких энергий (до 35 кэВ) при расширении горячей лазерной плазмы, сформированной фемтосекундными лазерными импульсами с интенсивностью порядка 1016 Вт/см2, в остаточный газ, находящийся при давлении Ю’МО" 4 торр. Показано, что экспериментально наблюдаемые отрицательных ионы высоких энергий формируются благодаря перезарядке быстрых положительных ионов и атомов расширяющейся лазерной плазмы на молекулах остаточного газа в камере. Получено, что для подавления генерации отрицательных ионов расширяющейся лазерной плазмы, необходимого для успешной регистрации конверсионного распада возбужденных ядерных состояний, давление остаточного газа в камере должно составлять величины менее 10″ 7 торр.

Показать весь текст

Список литературы

  1. S., Durfee C.G., Murnane М.М., Kapteyn H.C., «High power ultrafast lasers», Rev.
  2. Sci. Instrum., 69 1207−1223 (1998).
  3. Perry M.D., Pennington D., Stuart B.C. et al, «Petawatt laser pulses», Optics Letters, 24 160.162 (1999).
  4. П.Г., «Лазеры ультракоротких импульсов», Квантовая электроника, 31 95—119(2001).
  5. А.А., Мак А.А., Яшин В. Е., «Генерация и применение сверхсильных лазерных полей», Квантовая электроника, 24 99−114 (1997).
  6. Н.Г., Лебо И. Г., Розанов В. Б., Физика лазерного термоядерного синтеза,М.: Знание, 1988.
  7. С.А., «Сверхсильные световые поля в нелинейной оптике, физике плазмы, техники рентгеновских источников», Итоги науки и техники. Серия «Современные проблемы лазерной физики», т.4, 5−18, ВИНИТИ, М., 1991.
  8. Лютер-Девис В., Гамалий Е. Г., Ванг И. и др., «Вещество в сверхсильном лазерном поле», Квантовая электроника, 19 137−155 (1992).
  9. V.T., «High-temperature near-surface plasma produced by ultrashort laser pulses», Laser Physics, 2 852−871 (1992).
  10. P., Forster R., «Short-pulse laser plasma interactions», Plasma Phys. Control. Fusion, 38 769−794 (1996).
  11. A.B., Гордиенко B.M., Савельев А. Б., «Ядерные процессы в высокотемпературной плазме, индуцируемой сверхкоротким лазерным импульсом», Квантовая электроника, 31 941−956 (2001).
  12. А., Власов Т. В., Волков Р. В. и др. «Зависимость выхода жесткого рентгеновского излучения из плотной плазмы от длины волны греющего сверхкороткого лазерного импульса», Квантовая электроника, 30 523−528 (2000).
  13. Gordienko V.M., Lachko I.M., Mikheev P.M. et al, «Experimental characterization of hot electrons production under femtosecond laser plasma interaction at moderate intensities», Plasma Phys. Control. Fusion, 44 2555−2568 (2002).
  14. П.М., «Генерация жесткого некогерентного рентгеновского излучения и возбуждение ядер в высокотемпературной фемтосекундной лазерной плазме», диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, Москва, 1999.
  15. Chutko О.V., Gordienko V.M., Lachko I.M. et al, «High-energy negative ions from expansion of high-temperature femtosecond laser plasma», Applied Physics B, 77 831−837 (2003).
  16. Clark E.L., Krushelnik K., Zepf M. et al, «Energetic heavy-ion and proton generation from ultraintense laser-plasma interactions with solids», Phys. Rev. Lett, 85 1654−1657 (2000).
  17. D., «Review of physics and applications of relativistic plasmas driven by ultra-intense lasers», Phys. Plasmas, 8 1774−1784 (2001).
  18. Romanovsky M.Yu. In «Dynamik evolution, strukturen. Nichtlinear Dynamik und statistik complexer strukturen.», Ed. Freund J. Verlag D. Koster, Berlin, 1996, p.136−146.
  19. Korobkin V.V. and Romanovsky M.Yu., «Laser thermonuclear fusion with force confinement of hot plasma», Phys. Rev. E, 49 2316−2322 (1994).
  20. Perry M.D., Sefcick J.A., Cowan T. et al, «Hard x-ray production from high intensity laser solid interactions», Rev. Sci. Instrum., 70 265−269 (1999).
  21. M.R., Chemin J.F., «Mechanisms of nuclear excitation in plasmas», Phys. Rev. C, 59 2462−2473 (1999).
  22. A.B., Арутюнян P.B., Гордиенко B.M. и др., «Инициирование низкоэнергетических ядерных переходов в лазерной плазме», Препринт ИБРАЭ №IBRAE-2002−22,56 стр., Москва, ИБРАЭ, (2002).
  23. Cowan Т.Е., Hunt A.W., Phillips T.W. et al, «Photonuclear fission from high energy electrons from ultraintense laser-solid interactions», Phys. Rev. Lett., 84 903−906 (2000).
  24. Ledingham K.W.D. and Norreys P.A., «Nuclear Physics merely using a light source», Contemporary Physics, 40 367−383 (1999).
  25. A.B., Волков P.B., Гордиенко B.M. и др., «Возбуждение ядер Та-181 в высокотемпературной лазерной плазме», Письма в ЖЭТФ, 69 343−348 (1999).
  26. А.В., Волков Р. В., Гордиенко В. М. и др. «Возбуждение и распад низколежащих ядерных состояний в плотной плазме субпикосекундного лазерного импульса», ЖЭТФ, 118 1343−1357 (2000).
  27. Ditmire Т., Zweiback J., Yanovsky V.P. et al, «Nuclear fusion from explosions of femtosecond laser-heated deuterium clusters», Nature, 398 489—491 (1999).
  28. Zweiback J., Smith R.A., Cowan Т.Е. et al, «Nuclear Fusion Driven by Coulomb Explosions of Large Deuterium Clusters», Phys. Rev. Lett., 84 2634−2637 (2000).
  29. Д.П., Солдатов A.A., «Возбуждение изомерного уровня 73 эВ 1/2+ ядра 0235 электронным ударом», Препринт ИАЭ-2976, М.: Институт атомной энергии им. И. В. Курчатова, 1978.16 с.
  30. Р.В., Большое JI.A., Солдатов А. А. и др., «Неупругое рассеяние электронов на близкорасположенных уровнях атомных ядер», Ядерная физика, 48 1301−1303 (1988).
  31. В.И., Намиот В. А., «О возбуждении изомерных ядерных уровней в нагретой плазме по механизму обратной внутренней электронной конверсии», Письма в ЖЭТФ, 23 495−497 (1976).
  32. В.И., Намиот В. А., «Возбуждение изомерных ядерных уровней в нагретой плазме по механизму обратной внутренней электронной конверсии», Ядерная физика, 33 319−322 (1981).
  33. E.V., «Nuclear excitation in atomic transitions (NEET process analysis)», NucLPhys. A., 539 209−222 (1992).
  34. E.B., «Вероятность безрадиационного возбуждения ядер в атомных переходах», ЖЭТФ, 102 379−396 (1992).
  35. Р.В., Большое Л. А., «О механизмах стимулирования ядерных переходов в плазме», ДАН СССР, 305 839−840 (1989).
  36. А. В., Гордиенко В. М., Дыхне А. М., и др., «Возбуждение ядер в горячей плотной плазме: к возможности экспериментальных исследований с 20lHg», Письма в ЖЭТФ, 66 312−316 (1997).
  37. Rousse A., Audebert P., Geindre J.P. et al «Efficient K-alpha x-ray source from femtosecond laser-produced plasmas», Phys. Rev. E, 50 2200−2207 (1994).
  38. D., Reich Ch., Uschmann I., Forster E. «Theory of Ka generation by femtosecond laser-produced hot electrons in thin foils», Phys. Rev. E, 65 36 402 (2002).
  39. И.Ю., Фаенов А. Я., Магунов А. И., и др., «Рентгеноспектральная диагностика плазмы, создаваемой при взаимодействии фемтосекундных лазерных импульсов с кластерной мишенью», ЖЭТФ, 121(5) 1124−1138 (2002).
  40. Maksimchuk A., Nantel М., Ma G., et al, «Х-ray radiation from matter in extreme conditions», Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 65 367−385 (2000).
  41. B.C. «Накачка ядерных уровней рентгеновским излучением лазерной плазмы», Квантовая электроника, 4(16) 125−127 (1973).
  42. V.S., Yukov Е.А., «Excitation of Isomeric Low-Lying Levels of Heavy Nuclei in a Laser-Produced Plasma», Laser Physics, 4 382−386 (1994).
  43. A.A., Ваньков A.K., Платонов К. Ю. и др., «Определение радиационных сечений низкоэнергетических переходов изомерных ядер по наблюдению лазерно-индуцированной гамма-флюоресценции», ЖЭТФ, 121(5) 1004−1011 (2002).
  44. В.В. Большаков, В. М. Гордиенко, А. Б. Савельев, О. В. Чутко, «Возбуждение низколежащих ядерных состояний линейчатым излучением ионов фемтосекундной лазерной плазмы», Письма в ЖЭТФ, 79 80−85 (2004).
  45. Phillips W.R., Ahmad I., Banes D.W., et. al., «Electron-nucleus interactions in few-electron Fe ions», Phys. Rev. A, 47 3682−3691 (1993).
  46. Chutko О. V., Andreev A. V., Gordienko V. M. et al «Decay of low-energy nuclear levels in femtosecond laser plasma: the effect of the charge state on the probability of decay via internal electron conversion», Laser Physics, 13 190−194 (2003).
  47. A.B., Гордиенко B.M., Савельев А. Б. и др., «К возможности управления скоростью распада низколежащих ядерных уровней при возбуждении в фемтосекундной лазерной плазме»" Квантовая электроника, 31 567−568 (2001).
  48. A.J., Pashinin Р.Р., Ramsden S.A., «Temperature measurements of a laser spark from soft X-ray emission», Phys. Rev. Lett., 17 528−530 (1966).
  49. В.Л., Распространение электромагнитных волн в плазме, М.: Наука, 1967.
  50. Forslund D.W., Kindel J.M., Lee K. «Theory and simulation of resonant absorption in a hot plasma», Phys. Rev. A, 11 679−683 (1975).
  51. Forslund D.W., Kindel J.M., Lee K. «Theory of hot-electron spectra at high laser intensity», Phys. Rev. Lett., 39 284−288 (1977).
  52. H.M., Freeman R.R. «Light absorption in ultrashort scale length plasmas», J. Opt. Soc. Amer. B, 6 1351−1355 (1989).
  53. Fedosejevs R., Ottmann R., Sigel R., Kuhnle G. et al «Absorption of subpicosecond ultraviolet laser pulses in high-density plasma», Appl. Phys. B, 50 79−99 (1990).
  54. Meyerhofer D.D., Chen H., Delettrez J.A. et al «Resonance absorption in high-intensity contrast, picosecond laser-plasma interactions», Phys. Fluids, B5 2584−2588 (1993).
  55. W., Tikhonchuk V.T., «Skin effect and interaction of short laser pulses with dense plasmas», Phys. Rev. A, 42 7401−7412 (1990).
  56. A.A., Гамалий Е. Г., Новиков B.H. и др. «Нагрев плотной плазмы сверхкоротким лазерным импульсом в режиме аномального скин-эффекта», ЖЭТФ, 101,1808−1818(1992).
  57. F. «Not-so-resonant, resonant absorption», Phys. Rev. Lett., 59 52−55 (1987).
  58. P., Bell A.R. «Collisionless absorption in sharp-edged plasmas», Phys. Rev. Lett., 68 1535−1538(1992).
  59. P., «Efficient Production of Fast Electrons from Femtosecond Laser Interaction with Solid Targets», Phys. Rev. Lett., 73 664−667 (1994).
  60. D., Gizzi L.A. «Х-ray emission from laser produced plasmas», Editrice Compositori, Bologna, Italy, 1998, 93 стр.
  61. Н.Г., Захаренков Ю. А., Рупасов А. А., Склизков Г. В., Шиканов А. С., Диагностика плотной плазмы, под. ред. Н. Г. Басова, М.: Наука, гл. ред. физ.-мат. лит., 1989,368с.
  62. Jiang Z., Kieffer J.C., Matte J.P., et al, «X-ray spectroscopy of hot solid density plasmas produced by subpicosecond high contrast laser pulses at 1018−1019 W/cm2», Phys. Plasmas, 2(5) 1702−1711 (1995).
  63. Iahoda F.C., Little E.M., Quinn M.E. et al «Continuum radiation in the X ray and visible regions from a magnetically compressed plasma (scylla)», Phys. Rev., 119 843−856 (1960).
  64. Р.В., Голишников В. М., Гордиенко В. М. и др., «Генерация горячих частиц в фемтосекундной лазерно плазме с использованием твердотельных модифицированных мишеней», Квантовая электроника, 31 241−246 (2001).
  65. Р.В., Голишников В. М., Гордиенко В. М. и др., «Перегретая плазма на поверхности мишени с периодичекой структурой, индуцированной фемтосекундным лазерным излучением», Письма в ЖЭТФ, 77 568−571 (2003).
  66. Gordienko V.M., Lachko I.M., Mikheev P.M. et al, «Experimental characterization of hot electrons production under femtosecond laser plasma interaction at moderate intensities», Plasma Phys. Control. Fusion, 44 2555−2568 (2002).
  67. M., Szawlowski M., Kapusta M., Balcerzyk M., «Large area avalanche photodiodes in scintillation and X-rays detection», Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 485 504−521 (2002).
  68. P., Прикладная спектрометрия рентгеновского излучения, М., Атомиздат, 1977.
  69. М.Н., Сцинтилляционные детекторы, М., Атомиздат, 1977.
  70. Y. A., «Nuclear Data Sheets For A = 241», Nucl. Data Sheets, 72,191 (1994).
  71. M. R., «Nuclear Data Sheets For A = 57», Nucl. Data Sheets, 85 415 (1998).
  72. Д.И. Физика рентгеновских лучей, М.: Наука, 1953 г.
  73. Р.В., Гордиенко В. М., Джиджоев М. С. и др. «Управление свойствами и диагностика фемтосекундной плазмы с использованием модифицированных мишеней», Квантовая электроника, 24 1114−1126 (1997).
  74. Р.В., «Динамика фемтосекундной лазерной плазмы и ее нелинейно-оптические свойства», диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, Москва, 1998.
  75. Gavrilov S.A., Golishnikov D.M., Gordienko V.M. et al, «Hard X-ray production from femtosecond plasma induced in cluster-like solids», Proc. SPIE, 4070 206−214 (2000).
  76. Tom H.W.K., Wood O.R., «Study of soft X-ray generation by laser -heating solid and gaseous tantalum plasmas with subpicosecond pulses», App. Phys. Lett., 54 517−519 (1988).
  77. Cobble J.A., Schappert G.T., Jones L.A. et al, «The interaction of a high irradiance subpicosecond laser pulse with aluminum: the effect of the prepulse on x-ray production», J. Appl. Phys., 69 3369−3371 (1991).
  78. Steingruber J., Borgstrom S., Starczewski Т., et. al., «Prepulse dependence of X-ray emission from plasmas created by Ш. femtosecond laser pulses on solids», J. Phys. B, 29 L75-L81 (1996).
  79. A.B., Гордиенко B.M., Савельев А. Б. «К возможности возбуждения ядерных переходов в высокотемпературной фемтосекундной плазме», Препринт физического факультета Московского Государственного Университета № 1, Москва, МГУ (1997), 12с.
  80. А.В., Волков Р. В., Гордиенко В. М. и др. «К возможности возбуждения низколежащего уровня изомера 201Hg в высокотемпературной фемтосекундной плазме», Известия РАН, сер. физическая, 62 254−260 (1998).
  81. Andreev A.V., Chutko O.V., Dykhne А.М., et. al., «Non-Linear Excitation and Decay of Low Energy Nuclear Isomers Produced under Femtosecond Laser-Plasma Interaction», Hyperfine Interactions, 143 23−26 (2003).
  82. А.А., Рождественский Ю. В., Платонов К. Ю., «Индуцированная y-флуоресценция изомерных ядер в магнитной ловушке», Письма в ЖЭТФ, 68 674−680 (1998).
  83. Ahmad I., Dunford R.W., Esbensen Н. et al «Nuclear excitation by electronic transition in 1890s», Phys. Rev. C, 61 51 304® (2000).
  84. Kishimoto S., Yoda Y., Seto M., et al, «Obseravtion of nuclear excitation by electron transition in 179Au with synchrotron X-rays and an avalanche photodiode», Phys. Rev. Lett., 85 1831−1834 (2000).
  85. M.A., Швейцер И. Г., Рентгеноспектральный справочник, М.: Наука, 1982.
  86. M.R., «Nuclear Data Sheets For А=201», Nucl. Data Sheets, 49 733−784 (1986).
  87. V. S., «Nuclear Data Sheets For A 169», Nucl. Data Sheets, 64 505 (1991).
  88. King M. M. and Chou W.-T., «Nuclear Data Sheets For A = 73″, Nucl. Data Sheets, 69 857 (1993).
  89. Chumakov A.I., Baron A.Q.R., Arthur J., „Nuclear scattering of synchrotron radiation by шТа“, Phys. Rev. Lett., 75 549−552 (1995).
  90. Alp E.E., Mooney Т.Е., Toellner E., „Time resolved nuclear resonant scattering from n9Sn nuclei using synchrotron radiation“, Phys. Rev. Lett., 70 3351−3354 (1993).
  91. Baron A.Q.R., Chumakov A.I., Ruby S.L., „Nuclear resonant scattering of synchrotron radiation by gaseous krypton“, Phys. Rev. B, 51 16 384−16 387 (1995).
  92. Ch., Gibbon P., Uschmann I., Forster E., „Yield optimization and time structure of femtosecond laser plasma Ka sources“, Phys. Rev. Lett., 84 4846−4849 (2000).
  93. Zeiner Ch., Uschmann I., Stobrawa G., et al, „Optimization of Ka bursts for photon energies between 1.7 keV and 7 keV produced femtosecond laser-produced plasmas at different scale length“, Phys. Rev. E, 65 66 411 (2002).
  94. Eder D.C., Pretzler G., Fill E.E., et al, „Spatial characteristics of K-alpha radiation from weakly relativistic laser plasmas“, Appl. Phys. B: Lasers and Optics, 70 211−217 (2000).
  95. И.М., Фомичев В. И., „Комплекс программ RAINE V. Описание программы самосогласования атомного поля релятивистским методом Дирака-Фока“, Препринт ЛИЯФ № 498, Ленинград, (1979).
  96. Rab Shaheen, „Nuclear Data Sheets For A = 205″, Nucl. Data Sheets, 69 679 (1993).
  97. Л.А., Собельман И.И, Юков E.A., Возбуждение атомов и уширение спектральных линий, М: Наука, 1979.
  98. Л.А., Шевелько В. П., Структура и характеристики ионов в горячей плазме, М.: Наука, 1986.
  99. И.Л., „Кинетика горячей плазмы. Уравнения баланса и скорости элементарных процессов“, Труды ФИАН, 215 112−123 (1992).
  100. D., Krumbein A., „Calculation of x-ray production rate and ionization-state density in hot aluminum plasma“, J. Appl. Phys., 49 3229−3238 (1978).
  101. M., „Mixed model: Non-Iocal-thermodynamic equilibrium, non-coronal-equilibrium simple ionization model for laser-created plasmas“, Phys. Rev. A, 25 23 022 323 (1982).
  102. M., Yabe Т., Kiyokawa S., „Collisional-radiative and hybrid models for atomic processes in high-Z plasmas“, Phys. Rev. A, 35 233−241 (1987).
  103. D., Davis J., „Line emission from hot, dense, aluminum plasmas“, Phys. Rev. A, 21 1664−1676 (1980).
  104. Kawamura Т., Nishimura H., Koike F., et al., „Population kinetics on Ka lines of partially ionized CI atoms“, Phys. Rev. E, 66 16 402 (2002).
  105. Duston D., Clark R.W., Davis J. and Apruzese J.P., „Radiation energetics of a laser-produced plasma“, Phys. Rev. A, 27 1441−1460 (1983).
  106. Л.В., Шапиро И. С., Спектроскопия атомных ядер, Гос.ттл. 1952.
  107. Р.В., Гордиенко В. М., Лачко И. М. и др. „Генерация высокоэнергетичных отрицательных ионов водорода при взаимодействии сверхинтенсивного фемтосекундного лазерного излучения с твердыми мишенями“, Письма в ЖЭТФ, 76 171−175 (2002).
  108. Ulrickson М., Hensler R., Gordon D., Benczer-Koller N., „Effect of atomic charge state on nuclear lifetimes: 197Au“, Phys. Rev. C, 9 326−330 (1974).
  109. Phillips W.R., Ahmad I., Banes D.W., et al., „Charge-state dependence of nuclear lifetimes“, Phys. Rev. Lett, 62 1025−1028 (1989).
  110. А.Б.Искаков, И. Г. Лебо, В. Ф. Тишкин, „Программа ATLANTC для двумерного численного моделирования задач лагранжевой газовой динамики в цилиндрической геометрии“, Препринт ФИАН № 47, Москва, (1999).
  111. Я.Б., Райзер Ю. П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М., Наука, 1966 г.
  112. P.B., Голишников Д. М., Гордиенко B.M. и др., „Формирование ионного тока высокотемпературной фемтосекундной лазерной плазмы на поверхности мишени, содержащей примесный слой“, Квантовая электроника, 33 981−986 (2003).
  113. G., Henkelman Т. „Negative ions generated by laser-material interaction“, Rev. Sci. Instrum., 63 2672−2675 (1992).
  114. Т., Korschinek G., Paul M., „Dense negative ion currents from laser produced plasma“, Rev. Sci. Instrum., 65 1182−1184 (1994).
  115. Ю.А., Романюк В. И., Сильнов С. М., „Отрицательные ионы лазерной плазмы“, Письма в ЖТФ, 14 927−931 (1988).
  116. С.В. „Потенциальные возможности лазерной плазмы как источника отрицательных ионов“, ЖТФ, 67 117−120 (1997).
  117. .М., Отрицательные ионы. М.: Атомиздат, 1978.
  118. Г., Отрицательные ионы. М.: Мир, 1979.
  119. S.J., Burch D.S. „Relative measurement of the photodetachment cross section for Н“, Phys. Rev., 116 1125−1131 (1959).
  120. Ю.В., „Аналитические волновые функции и сечения фотоионизации отрицательных ионов с внешней электронной оболочкой 2р“, Оптика и спектроскопия, 17 499−503 (1964).
  121. M.S. „Electron impact detachment from H“ and O“ negative ions», Phys. Rev. A, 54 3671−3673 (1996).
  122. F. «Electron impact detachment of weakly bound negative ions: threshold and scaling laws», Phys. Rev. A, 60 1206−1215 (1999).
  123. A. «Attachment of slow electrons to oxygen molecules», J. Chem. Phys. 51 4942−4950 (1969).
  124. Spence D., Schulz G J. «Three body attachment in O2 using electron beams», Phys. Rev. A, 5 724−732 (1972).
  125. J.C., Dalgarno A. «Detachment in collisions of H and H*», J. Phys. B, 2 885−889 (1969).
  126. D.G., Stebbings R.F., Fite W.L., Branscomb L.M. «Charge transfer and electron production in H+H collisions», Phys. Rev. 119 668−670 (1960).
  127. А. А., Смирнов Б. М. «Перезарядка отрицательного иона на положительном», ЖЭТФ, 60 521−526 (1971).
  128. Errea L.F., Harel С., Jimeno P. et al «Molecular treatment of electron detachment in H* and m>, Phys. Rev. A, 54 967−969 (1996).
  129. Moustaizis S.D., Balcou Ph., Chambaret J.-P. et al „Negative ion production by fs, high-intensity laser beam interactions with clusters“, AIP Conf. Proc., 639 197−205 (2002).
  130. P.M., Barnett C.F. „Charge exchange cross-sections of hydrogen ions in gases“, Phys. Rev., 103 896−907 (1956).
  131. Я.М., Анкудинов В. А., Слабоспицкий P.E., „Потеря двух электронов при однократных столкновениях отрицательных ионов водорода с молекулами газов“, ЖЭТФ, 32 453−462 (1957).
  132. Я.М., Митин Р. В., „Образование отрицательных ионов водорода при столкновениях протонов с молекулами газов“, ЖЭТФ, 30 450−457 (1956).
  133. Д.В., Фогель Я. М., „Захват и потеря электрона при прохождении быстрых атомов водорода в молекулярных газах“, ЖЭТФ, 42 936−943 (1962).
  134. Я.М., Анкудинов В. А., Пилипенко Д. В., Тополя Н. В., „Захват и потеря электрона при столкновениях быстрых атомов водорода с молекулами газов“, ЖЭТФ, 34 579−592 (1959).
  135. McClure G.W., „Double-electron capture by protons in H2 gas“, Phys. Rev., 132 1636— 1637 (1963).
  136. J.F., „Cross sections for double electron capture by 2−50 keV protons incident upon hydrogen and the inert gases“, Phys. Rev., 150 7−10 (1966).
  137. J.S., Geballe R., „Absolute H“ detachment cross sections», Phys. Rev. A, 9 24 892 495 (1974).
  138. Я.М., Митин P.B., Козлов В. Ф., Ромашко Н. Д., «О применимости адиабатической гипотезы Месси к процессам двойной перезарядки», ЖЭТФ, 35 565 573 (1958).
  139. Я.М., Анкудинов В. А., Пилипенко Д. В., «Захват и потеря электрона при столкновениях быстрых атомов углерода и кислорода с молекулами газов», ЖЭТФ, 35 868−874(1958).
  140. Kusakabe Т., Asahina К., Gu J-P., et al., «Charge-transfer processes in collisions of H* ions with H2, D2, CO and CO2 molecules in the energy range 0.2−4.0 keV», Phys. Rev. A, 62 6 2714(2000).
  141. Kusakabe Т., Asahina K., Iida A., et al., «Charge-transfer processes in collisions of slow H* ions with hydrocarbon molecules: CH4, C2H2, СгН$ and СзНв», Phys. Rev. A, 62 62 715 (2000).
  142. R.K., Perez J.D., «Determination of plasma parameters of laser-produced aluminium plasma from x-ray line radiation», Phys. Rev. A., 13 1619−1632 (1976).
  143. Атомные и молекулярные процессы, под ред. Д. Бейтса, М.: Мир, 1965.
  144. R.W.P. McWhirter, in «Plasma Diagnostic Techniques», edited by R.H. Huddlestone and S. LXeonard, Academic, New York, 1965.
  145. Дж., Физика атомных столкновений, М.: Мир, 1965.
  146. Seaton M.J., Monthly Notices Roy. Astron. Soc., «Radiative recombination of hydrogenic ions», 119 81 (1959).
  147. Kolb A.C., McWhirter R.W.P., «Ionization rates and power loss from 0-pinches by impurity radiation», Phys. Fluids, 7 519−531 (1964).
  148. A., «Dielectronic recombination and the temperature of solar corona», Astrophys. J., 139 776−780 (1964).
  149. M.A., «О диэлектронной рекомбинации многозарядных ионов железа», Труды ФИАН, 215 25−47 (1992).
  150. Dittner P.F., Datz S., Krause H.F. et al., «Dielectronic recombination of the Be-like ions: C2+, N3+, 04+, F5+», Phys. Rev. A, 36 33−39 (1987).
  151. B.N., Mazing M.A., Shevelko A.P., Urnov A.M., «Experimental studies of the dielectronic recombination rate», Phys. Lett. A, 83 401−403 (1981).
  152. C.J., «Cross sections for ionization of inner-shell electrons by electrons», Rev. Mod. Phys., 48 33−47 (1976).
  153. H., Becker K., Mark T.D., «Improved low-energy dependence of calculated cross sections for the K-shell ionization of atoms using Deutsch-Mark formalism», Int. J. Mass Spectrom., 177 47−50 (1998).
  154. В., Deutsch H., Becker K., Mark T.D., «Calculated cross sections for the K-shell ionization of chromium, nickel, copper, scandium and vanadium using the DM formalism», J. Phys. B, 34 3377−3382 (2001).
  155. H., Becker K., Gstir В., Mark T.D., «Calculated electron impact cross sections for the K-shell ionization of Fe, Co, Mn, Ti, Zn, Nb, and Mo using the DM formalism», Int. J. Mass Spectrom., 213 5−8 (2002).
  156. Desclaux J.P., Atom. Data Nucl. Data Tables, 12 325 (1973).
  157. .М., Ионы и возбужденные атомы в плазме, М.: Атомиздат, 1974.
  158. NIST Atomic Spectra Database, http://phvsics.nist.gov/cgi-bin/AtData/main asd
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!