Отзывы оппонентов (Моделирование и оптимизация лазерно-плазменных источников корпускулярного и электромагнитного излучения), страница 3

При болып~х плотностях потока в основу описания опгических свойств слоя плазмы положен численный код ГАЗАВАТ, Установлены зависимости коэффици~нтов Отражения, пропузжания н поглощения от плотности потока воздействующего излучения. Продемонстрировано су|пественное влияние модуляций плотности электронов, Возникакзпнях нз-за пондерочоторного воздействия лазерного излучения. Па оптические свойства. В условиях, когда амплитуда скорости осцилляций электронов с массой покоя сравнима со скоростью света, выявлено значительное увеличение по~лощения. Показано, что прн аномально больших плотностях потока, КОГДВ существен~о релятивнсгское Возрастание массы электрона„из-за понижения плазченной частоты реализуется эффект просветленна плазменноГО слОя.

Несколько замечаний к этой ~лаве. Па странице 90 после формулы (15) приводится Выражение для ширины элект)зомаГнитнОГО нчпульсгь Определеннои пО полОВинс максимума плотности потока, которая в '~Г2 раз меньпге выражения используемОГО ОоычнО. В тОМ числс и в некоторых местах диссертации. В формулах 127) н 129) множитель В круглых скобках. возникший после подстановки коэффициента отражения вида 120), следует Возвести в квадрат.

Формула Г36) для г)зупповон скорости;злекг)хзмагнитной Волн~ п)зн частотах бозьших плазменной становится комплексной, Этот факт нуждается в пояснении. На рис.13 1см,стр,99) штрнхОВымн криВыьчи представлены заВиснмОсти кОэффнцнента поГлощения От плотности по~о~а излучения. полученные при ~о~д~йствии фемтосекундного лазерного импульса на плазму пл~~~~сть кото)зой сравннГИВ с к)зитической, Обнаружено знач~тел~н~е увеличение поглощения при плотностях потока из интервала Ог 10' Вт)см до 10 Втащем'. Было бы полезно указать физические причины столь сильного поглощенна.

Анализ коэффициента отражения фемтосекундного лазерного импульса с основной частотой раиной критической выполнен без учета пространственной дисперснн. Поэтому приведенные на рнс.! 1 количественные зависимости, илл1осзрируизщне степень Точности формул Френеля, нуждакпся В уточнении, особенно для плазм с релятивистскими скоростями частиц. Це~пральное место в диссертации занимает третья ~лава, в которой изучается генерация нейтронов и гамма — квантов тормозного излучения при воздействии мощного ультра-короткого лазерного импульса на плазму.

Основу рассмотрения составляет расширенный двумерный численный код КАКАТ. Тестирование кода выполнено посредством сравнения результатов расчетов с выполненным ранее моделированием облучения мишени из дейтерированного полиэтилена и с известными экспериментальными данными. Рассчитаны полные кинетические энергии электронов, дейтронов и ионов углерода. Найдена зависимость выхода ней~ронов от энергии лазерного импульса„которая хорошо согласуется с экспернмеьпальнымн данными. В код КЛЙАТ добавлен блок, описывающий многократную фотоионизацию, что позволило сделать ВМВОд О целесООбразности испольэОВання мишеней с малым числом электроиов длЯ достижения более эффективного протекания 00-реакции. Выявлена возможность увеличения вь1хода нейтронов почти в двадцать раз при использовании слоистых мишеней, что согласуется с аналогичным выводом, полученным в работах посвященных проблеме инерционного термоядерного синтеза.

В этой же главе код КАКЛТ дополнен блоком, позволяющим Описать генерацию Гамма-кВантОВ тормОзнОГО излучения при рассеяпин элекгрона на ядре. Тестирование кода Вьпюлнено посредством сравнения расчетов с фо1змулами, Опнсываклцими генерацию гамма-квантов при взаимодействии моноэнергетического пучка электронов с холодной плазмой.

При этом установлена простая связь средней энергии гамма-квантов и начальной энергией электронов, которые отличаются примерно в 25 раз. Найдено распределение генернруемь1х электронов и гамма-квантов по углам. Распределения по углам быстрых элект1юнов и Генерируемых ими высокоэнергичных гамма-квантов схожи по форме. Напротив, диаграмма направленности гамма-квантов, испускаемых сравнительно медленными электронамн, существенно отличается от диаграммы, отвечающей электронам, что объясняется частым изменение направления дВижения электроноВ В электромагнитном поле. 8 ПОследием разделе этой главы численно исследуется генерация нейтронов при воздействии фемтосекундного лазерного импульса с большой и;.ютностью ~~~~~а на миш~~~ нз дейтерия палладня.

В такой мишени, во-первых, происходит эффективная генерация гамма-квантов тормозного излучения, а, во-вторых. Велика концентрация дейтерия. Код КАКАТ дополнен бл~~ом, описывающим реакцию фоторасщепления дейтрона. Помимо э~о~о код вкли)чает био~и.

описывающие реакции синтеза дейтронов по двум каналам: с выходом нейтрона и Образованием ядра Не: с выходом протона и образованием ядра трития. Изучен энергетический спектр нейтронов, образующихся в процессе расщепления дейтронов. 'Этот спектр подобен спектру гамма-квантов участвующих в реакции фоторасщепления. Установлена зависимость длительности генерируемых импульсов нейтронов от толщины мишени и п,ипности потока лазерного излучения. Показано, что, несмотря на микронные размеры фокального пятна и малую длительность времени генерации нейтронов, пиковая интенсивность импульса нейтронов достигает величнн характерных для самых мощных существующих источников нейтронов, Отметим ряд опечаток. На стр.154 после рнс.19 дана ссылка на рис.б.

который не имеет отношения к тому, что обсуждается в агом месте, Аналогичная неточность допущена на стр,161, где в середине страницы дана ссылка на рис.8. на котором нет ничего об угловом распределении электронов. В четвертой главе диссертации рассматриваются особенности воздействия на воду лазерного излучения с длиной волны близкой к трем микронам. когда относительно велик коэффициент поглощения. Прн этом рассматриваются сравнительно небольшие плотности потока излучения, при которых можно не учитывать процесс образования плазмы.

Сформулирована модель, позволяющая описать генерацию электрических импульсов в воде находящейся над поверхностью кварца. При поглощении лазе!)Ного излучения происходит термическая диссоциация воды на ионы 1-! и ОН, Так как скорости дрейфа этих ионов разные. то возникает динамическое разделение зарядов„сопровождающееся появлением электрического поля. Кроче того, при достиженмн температуры предельного перегрева происходит взрывное вскипание н образуется па!юная полость, границы которой оказываются заряженными. Основу модели составляют уравнения для температур кварца„воды н пара. Используя эти уравнения, показано как в воде возникают резкие градиенты температуры.

Наличие градиентов температуры приводит к появлению градиентов концентраций ионов и их диффузионных Эволюция концентраций но~о~ описывае гся соответствующими уравнениями диффузии, В свою очередь различие концентраций ионов ведет к возникновению электрического поля, которое находится из уравнения Максвелла содержащего плотность заряда. Следствия модели проанализированы численно применительна к воздействию импульса эрбиевого лазера длительностью около ста наносекунд н плотностью потока около одного милливатта на квадратный сантиметр на слой воды в несколько микрон, Установлена форма электрического сигнала как при плотностях потока меньших отвечакзщей порогу взрывного вскнпания, так и при плотности потока несколько большей пороговом.

Показано, что при вскипании воды сигнал знакопеременный, а его величина почти па порядок больше, чеч в условиях от~утст~и~ паровой полости. В гюследней ~асти этого раздела дан анализ эксперимента в котором электрический сигнал возникал при воздействии наносекундного импульса НГ-лазера на дно кюветы с водой, верхняя поверхность которой могла свободно перемещаться. Обнаруженный в эксперименте содержащий два пика электрический сигнал получил адекватное объяснение, Появление первого пика связано с процессом разделения зарядов и взрывным вскипанием воды, а генерируемый с задержкоЙ слабыЙ пик связан со схлопыванием паровой полости.

Несколько замечаний к тексту этой главы. Отметим неудачное употребление термина кпернод столкновений ионов» на стр. !97„обычно используют термин квремя свободного пробегать Почему-то в этой главе вводятся разные обозначения для длительности импульса (см, сгр.192 и стр.222), которые отличаются не только друг ат друга, но и от обозначений, используемых в других разделах. При формулировке модели ничего не сказано о возможном влйянии диффузии ионов на распределение температуры, Соответствующее обсуждение могло бы лучше понять степень точности описания профиля температуры. Одно общее замечание.

Ряд обозначений вводится повторно. Например, неоднократно описыВается фОрма гауссавскогО импульса. В этом нужды нет. В целом дйссертацйя ймсет форму заканчейного йаучнаго йсследаванйя. Ойа йапйсайа простым н ясным языком с необходимым числам пояснений деталей расчетов. В ней представлено большое колйчества йовых научйых результатов. Их достоверность следует йз умелого ищюльзовання совремснного численного кода и подтверждена в ряде весьма качестВенных Экспериментов.

Итоги йсследаванйя механизмов ускорения электронов й протонов. гейерацйй нейтрайов й гамма-квантов г1азволяюз составйть достатачйо полйое представление о перспективах использования мощн~х фсмтосекундных импульсов для созданйя йстачйикав нейтронов й пр~т~~~~, представляющйх ййтерес для ва~~ых прйкладйых задач. Представленное в диссертации исследование закономерностей генераций электрических импульсов в воде Вносйт существепйый ~~~~д в развйтйе теарйй В Этом направлении.

Автореферат правильно н полно отражает содержание диссертации. Все результаты диссертаций апублнковайы в центральных фйзйческйх журналах. Представленные в диссертации результаты позволяют говорить о решении автором актуальйой йаучйай проблем~ — моделйроваййе й аптймйзацйя лазерйо-плазмеййых источников корпускулярного и Электромагнитного излучения.

Диссертация и автореферат Андреева С,Н. соответствуют Всем требованиям ВПоложения о порядке присуждения ученых степеней» ВАК Российской Федераций, предъявляемым к докторскйм диссертациям., а ее автор Айдреев С.Н. заслужйвает прйсуждеййя ему учейой степени доктора физико-математических паук по специальности О!.04.21 — Влазерная физика». Заведующий сектором теории плазменных явлений ФИАН доктор физико-математических наук надпись С.А, Урюпина заверяю Ученый секретарь ФИАН доктор физико-математических~, Н.Г. Полухина .