Отзывы оппонентов (Моделирование и оптимизация лазерно-плазменных источников корпускулярного и электромагнитного излучения), страница 2

4. Проведено модели1зование генерации г~мма- ~~ан~о~ то1змознозо излу~чеиия при облучении мишени из золота толщиной 0.5 мкм фемтосекуплным лазерным импульсом с интенсивностью 10 Втащем . Показано, что средняя энергия электронов оказывается в десязки раз больше средней энергии генерируемых имн га~~а- К~ЛИ~о~. Получена аппроксимационная формула, устанавливаюп1ая взаимно-однозначное соответствие между этими величинами. Ошювные результаты работы Андреева С.Н.

опубликованы в 42 статьях, из которых 29 входят в перечень рецензируемых журналов и изданий, рекомендованных ВАК РФ для изложения результатов докторских зшссертаций. Обоснованность и дютовериоеть научных положений, выводов и рекомендаций подтве1зждается коррекгньзм применением аналитических и численных методов, Полученные в мОделирОвании данные там. 1 де зто ВозможнО.

сравнивались с результагами других авторов и известными Экспериментальными данными. Все сравнения дали в целом положительнь1Й результазх Основные резул~таты диссе1зтапии Опубли~ованы в реферируемых научных журналах, докладывались на международных конференпиях и получили признани~ ведущих специалистов. Научнаи и иразстичееиаи значимость работы подтверждается тем, чго предложены нов~с и оптимизирован ряд известных лазерно-плазменных источников корпускулярного и электромагнитного излучения.

Результаты работы могут найти применения в следующих направлениях науки и технологии: эксперимен гальные исследования новых типов мишеней и режимов лазерного воздействия для задач управляемого ядерного синтеза. лабораторной астрофизики, адронной терапии и др. В целоьь диссертационная работа С.Н. Андреева свидетельствует о высокой ~валифи~ации автора в Области лазерной физики. Тем не менее к работе ~ожно предъявить рид замечаний. При исследовании механизмов ускорения протонов в лазерной плаз уе при использовании алюминиевых мишеней было бы желательно пров~денис исследований зависимости максимальной знергии протонов.

ускоренных с тыльной поверхности МИШЕНН ОГ ТОЛЩИИЫ МИШЕНИ И ВЕЛИЧИНЫ ПРЕДПЛ "ЗМЫ. 2, Для более пОлнОГО поииманиЯ механизма Геиерацни нейт)юнов В чишеии из дейтерированного полиэтилена (С13з)„представляется целесообразным проведение численного моделирования выхода нейтронов в зависимости от длительности лазерного импульса в диапазоне 100 фемтосекуид — 1 пикосекунда. 3. В главе 3 диссертации рассматриваются вопросы оптимизации выхода нейтронов в результате фотоядерных 1у, и) реакций и 113, 13) реакций синтеза с использованием тонкой мншспи из дейтерида палладня Р))аь толщиной 1-3 мкм. С учетом результатов 2 главы диссертации по Определению м~ханизмоВ ускорения Оыст)зых прозонОВ В случае использования в качестве мишени тонких металлических фоли представляет интерес проведение численного моделирования источника нейтронов па основе двухслойной мишени фОльГВ плюс массиВнаЯ мишень В результате инициирования реакции 1ргп) ЛОд д~йствием быстрых протонов с возмоткным увеличением выхода нейтронов на Одни — два порядка.

Общин оценка. Несмотря на сделаниыс замечания диссертационной работе можно дагь Высокую оценку. В целом, диссертационная работа С.Н. Андреева имеет форму закопченного научного исследования. Она написана грамотным научным языком и хороню оформлена. В диссертации представлено решение актуальнои научной проблемы по моделированию и оптимизации лазерно-плазме1шьгх источников корпускулярного н злсктромагнизз1ого излучения, Диссертация отвечает всем требованиям ВАК к рабогаы, представляемым на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.21 (Лазерная физика), а ее автор Андреев Степан Николаевич заслуживаег присуждения зтой степени.

Авторефе1зат правильно отрахгает содержание диссергации Подпись д.ф,-м.н, Матафонова А.П. удое ' М..„', ,;- ЯЦ„Я Ф ф~ '" Ф 1лавнын ученый секретарь ФГУП ЦН доктОр технических наук, профессор аф ф~ Отзыв официального оппонента на диссертацню Андреева Стеиана Ииколаевича «Моделирование и оптимизация лазерно-плазменных нсточннков корпускулярного н электромапппного излучения», предсзавлеиную на соисканне ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.21 — «Лазерная физика» Б последние пэды значительно возросло количество научных работ.

в которых исследуются различные явления при взаимодеЙствии мощных ультра-коротких лазерных импульсов с вещество~ в условиях, когда необходимо учитывать релятивистские эффекты. Рост интереса обусловлен существенным прогрессом на пути генерации суопикосекундных импульсов с плотностью потока лазерного излучения превышающей 10 Вт'см . Прн воздействии иа мишени Столь мощных импульсов открьщщотся новые возможности на пэ Ги ускорения электронов и протонов, генерации гамма-квантов и пучков нейтронов.

Аналитическое Описание этих процессов представляет значительные трудности. Поэ*ому весьма популярным стало привлечение численных методов, позволяющих полу пггь количественное описание представляющих интерес явлений в условиях олизких экспериментальным, Именно ТакоЙ подход развивается в диссертации С,И. Андреева. в которой с использованием современного численного кода и адекватных физических моделей рассмогрен ряд принципиально важных задач ускоренна заряженных частиц, Генерации нейтронных пучков и Гамма-квантов тормОзноГО излучения.

В первой главе диссертации исследуются движение заряженной часпщгв в электромагнитном поле. приводяигем к двнже1п1ю частицы со скоростью сравнимои со скоростью света. Прежде всего. проанализировано движение частицы в поле монохроматнческой эллиптическн поляризованной плоской волны, Показано, что движение частицы можно представить в виде дрейфа с постоянной скоростью н осцнлляций с периодом, зависящим от плотности потока излучения. В случаях линейно н циркулярно поляризованных волн получены формулы для периода осцилляцнй и средней энергии заряженной часгнцы.

Формулы для средней энергии можно рассматривать как обобщение предложенной ранее иностранными учеными формулы для средней энергии, применимой в условиях. когда влияние магнитного поля на движение частицы слабее, чем электрического, на условия в которых скорость частицы становится сравнимой со скоростью света. В этой же главе рассмотрено движение заряженной частицы в поле лазерного импульса, длительность которого много больше периода. В аднабатнческом приближении дано обобщение формул, описывающих движение часгицы в монохроматнческом поле. на случай воздействия импульса.

Аналитическое рассмотрение дополнено двумерными численными расчетамн движения частицы. Выполнены расчеты движения частицы в поле импульса линейно поляризованного излучения имеющего длину волны в один микрон. Длительность импульса изменялась в интервале от 3 фсек до 100 фсек, а плотность потока изменялась от 10~~ Вт/см до 10~в Вт!См Установлено, что при небольших плотностях потока адиабатичесвое приближение дает точность большую. чем 10 процентов, если ш!ите!!ы!Ость импульса примерно в три раза больше основного периода осцилляций. При большой пл!тпностн потока, когда амплитуда скорости Осцнлляцни частицы с массОЙ покОЯ мг!Ого больше скорОсти св(,та, ограни'!Синс на длительность импульса стано~~те~ более ~~~~~им и усичивасгся г!ро!торцноналызо корню из плотности потока.

Во второй главе с использованием численных методов изучается ускорение электронов и ионов при воздействии мощного фемтосекундного лазерншо импуль~а на тонкие пленки. В основу численных расчетов положена двумерная версия кода КАКЛТ, Для тестирования кода использовалнсь известные экспериментальные данные по ускорению протонов при воздействии высококонтрастного фемтосекундного импульса на пленку из маЙлара, Усгаиовлсна величина параметра укрупнения, прн которой достигалась достаточная точность расчета максимальной энергии протонов, как с фронтальной, так и тыльной стороны пленки. При этом максимальная энергия протонов соответствовала измеренной экспериментально для пленок различной толщины.

Важное место в этой главе занимает численное моделирование ускорения э!!Сктронов н протонов при воздействии лазерного импульса с больцюй плотностью потока на металлическую мишень, с фронтальной стороны которой есть слой водородной плазмы с экспоненциально нарастающей концентрацией час!з!ц. Мишень представлена в виде слоя электронов и ионов алюминия с концентрацией в четыре раза болыпей критической, На тыльной стороне мишени расположен тонкий слой протонов и электронов с такой же концентрацией. как в мишени.

На переднем фронте лазерного импульса закономерности ускорения электронов с неплохой точностью описьпгаются формулами, приведенными в первой главе. В оолее поздние моменты времени сущест.венное влияние на процесс ускорения электронов оказывают собственные электрические поля, порождаемые лазерным импульсом. Ускорение протонов в значительной, мере обусловлено электростатическими полями, возникающими из-за разделения зарядов. Показано также, что в области разреженной плазмы с фронтальной стороны мишени первоначальное ускорение протонов можно связать с давлением света.

Полученные численно максимальные энергии электронов и протонов находятся в согласии с имеющимися экспериментальными данными и допускают расчет по приближенным формулам, предложенным в диссертации. В этой же главе изучено отражение импульса лазерного излучения плазмой с концентрацией электронов близкой к критической. При малых плОтностях потока рассмот)зено Влияние длительности импульса на кОэфф1щиент Отражения. Установлено, что по мере уменьшения дзительности импульса коэффициент отражения заметно уменьшается. Это уменьшение связано с появлением В спектре воздействугощего излучения частот больших плазменной.