强流质子束与固体靶相互作用的数值模拟研究

项目名称： 强流质子束与固体靶相互作用的数值模拟研究

项目编号： No.11405067

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 张雅

作者单位： 华中科技大学

项目金额： 28万元

中文摘要： 强激光驱动的质子束与固体靶相互作用过程中，固态金属靶中的电子气可以被质子束等容加热到数eV，从而产生高密度低温度的强耦合量子等离子体。该方法是实验室研究温稠密物态和高能密度物理的一种有效途径，必须采用量子流体方法(Quantum Hydrodynamics, QHD)才能准确描述。本研究将建立自洽的自旋量子流体(Spin QHD)和量子流体/粒子模拟(QHD/Particle-In-Cell)模型。利用该模型我们将研究质子束与金属固体靶相互作用时，质子束的能量损失过程、靶电子的集体激发及被加热形成温稠密物质的过程，特别是电子自旋对于上述过程的影响。本研究不仅能够揭示目前尚不清楚的温稠密物质和强耦合等离子体的基本物理性质，也有望为惯性约束聚变的快点火研究提供参考。

中文关键词： 高能量密度物理；强流离子束；流体模拟；粒子模拟；等离子体激子

英文摘要： Laser wakefield acceleration can produce intense, short pulse proton beams at small focal spot (~ 10μm). Solid metal film can be warmed up to dense warm state when interacting with these beams, which is an effective way to study high energy density physic

英文关键词： High energy density physics；Intense Proton Beam；Fluid Simulation；Particle-in-cell；Plasmon