شبیه سازی ذره ای شتاب گرفتن الکترون ها و تولید امواج دنباله در پلاسما

پایان نامه
چکیده

یکی از پدیده هایی که در برهمکنش لیزر-پلاسما، زمانی که توان لیزر به اندازه کافی قوی باشد، قابل مشاهده است، تولید امواج دنباله پلاسما با دامنه بزرگ وبا سرعت فاز نزدیک به سرعت نور است. با استفاده از این امواج پلاسما، که در واقع یک اختلال چگالی الکترون پلاسماست، می توان یک الکترون را تا انرژی های بالا، بیش از 1 tw ، شتاب داد. این روش شتاب دادن الکترون ها توسط پالس لیزر کوتاه و پر شدت به lwfa معروف است. هنگامی که پالس نور از پلاسما عبور می کند، جدایش باری که از این جا به جایی به وجود می آید، الکترون ها را به عقب پس می راند می دهد و نوسان پلاسما تولید می شود. موج دنباله که با سرعت فاز نزدیک به سرعت نور منتشر می شود، می تواند الکترون ها را به دام بیندازد. در شتاب دهنده های lwfa نیروی گرانرو نقش بسیار مهمی را ایفا می کند. از آن جایی که موج الکترومغناطیسی که در یک پلاسمای کم چگال منتشر می شود، دارای سرعت گروهی کمتر از سرعت نور است و بنابراین پتانسیل گرانروی ناشی از پالس لیزر با زمان صعود متناهی می تواند الکترون ها را به دام انداخته و تا انرژی های بسیار بالا شتاب دهد. در این پایان نامه، به بررسی شبیه سازی ذره در جعبه (particle in cell) دو بعدی الکترومغناطیسی تولید موج دنباله (wakefield) و شتاب دادن الکترون ها توسط پالس لیزر کوتاه و پر شدت در پلاسمای کم چگال می پردازیم. با استفاده از کد یک بعدی الکتروستاتیکی که با زبان برنامه نویسی فورترن 90 نوشته شد، دو پدیده ناپایداری دو جریانی و میرایی لاندوا غیر خطی در پلاسما شبیه سازی گردید. سپس با استفاده از کد دو بعدی الکترومغناطیسی چگونگی انتشار امواج الکترومغناطیسی با اشکال مختلف در خلأ و پلاسما شبیه سازی شد. پس از اطمینان از صحت عملکرد کد دو بعدی الکترومغناطیسی، در نهایت این کد را نسبیتی کرده و پدیده تولید امواج دنباله پلاسما و شتاب دادن الکترون ها شبیه سازی شد که نتایج آن ارائه خواهد گردید.

منابع مشابه

شبیه سازی ذره ای شتاب دادن الکترون ها در پلاسمای کم چگال

یکی از پدیده هایی که در برهم کنش لیزر-پلاسما، زمانی که توان لیزر به اندازه کافی قوی باشد، قابل مشاهده است، تولید امواج دنباله پلاسما با دامنه بزرگ و با سرعت فاز نزدیک به سرعت نور است. با استفاده از این امواج پلاسما، که در واقع یک اختلال چگالی الکترونی پلاسماست، می توان یک الکترون را تا انرژی های بالا، بیش از1tw ، شتاب داد. این روش شتاب دادن الکترون ها توسط پالس لیزر کوتاه و پر شدت به lwfa (lase...

متن کامل

بررسی امواج غیرخطی با استفاده شبیه سازی ذره ای پلاسما

: هنگامی که موجی با دامنه بزرگ وارد پلاسما می شود اثرات غیرخطی ظاهر می شود. در صورتیکه این اثرات غیرخطی واثرات پاشندگی یکدیگر را خنثی کنند نوعی ساختار پایای غیرخطی به وجود می آید که حین انتشار در محیط شکل و دامنه خود را به خوبی حفظ می کند. در این پایان نامه رفتار سالیتون های یون-صوت که توسط معادله غیرخطی کرتوگ دوریس غیرخطی توصیف می شوند از طریق شبیه سازی آن مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظو...

15 صفحه اول

بررسی پایداری امواج یون- آکوستیک غیرخطی با استفاده از شبیه سازی ذره ای پلاسما

در این مقاله با استفاده از روش شبیه سازی ذره ای (pic) در یک بعد، رفتار سالیتون های یون آکوستیک در محیط پلاسما بررسی شده است. در این روش دینامیک یون ها به صورت ذره ای در نظر گرفته شده و الکترون ها در حال تعادل حرارتی می باشند. ابتدا با مطالعه رابطه پاشندگی امواج یون آکوستیک، صحت کد شبیه سازی در ناحیه خطی مورد ارزیابی قرار گرفته است، نتایج به دست آمده با تقریب خوبی با حل تحلیلی تطابق دارد که نشان...

متن کامل

شبیه سازی ذره ایی ناپایداری های امواج الکترومغناطیسی در پلاسما

محیطهای پلاسمایی، از نظر فیزیکی بسیار پیچیده هستند و بررسی آنها به روش تجربی پرهزینه است و از طرف دیگر هنگامیکه پلاسما با آزمایش روبرو می شود، رفتار غیر خطی از خود نشان می دهد. بنابراین دانشمندان برای بررسی این محیط از روشهای شبیه سازی استفاده می کنند. از آنجائیکه موضوع این پایان نامه شبیه سازی ذره ایی ناپایداریهای امواج الکترومغناطیسی در پلاسماست، پس از توضیح مختصری راجع به مفاهیم پایه ای فیزی...

15 صفحه اول

شبیه سازی اثر نانو و میکرو ذره ها بر میزان افت فشار درون خطوط انتقال نفت

نفت سنگین به دلیل بالا بودن گرانروی، افت فشار زیادی در انتقال آنها توسط خطوط لوله به ­وجود می‌آورد. روش ­های گوناگونی برای جلوگیری از این افت فشار موجود می‌باشد، که یکی از آن­ها تزریق مواد شیمیایی برای کاهش گرانروی و سرانجام کاهش افت فشار می­ باشد. در این پژوهش به شبیه­سازی اثر تزریق نانو و میکرو ذره ­ها به نفت و بررسی میزان کاهش افت فشاردر خطوط ...

متن کامل

شبیه سازی ذره ای ناپایداری رامان پیش رو در پلاسمای کم چگال

انتشار امواج الکترومغناطیسی در پلاسمای در حال تعادل، می تواند باعث به وجود آمدن ناپایداری ها در محیط شود. بررسی شرایط وجود و رشد این ناپایداری ها از اهمیت ویژه ایی برخوردار است. در این مقاله ناپایداری رامان پیش رو در پلاسما به روش شبیه سازی ذره ای بررسی می شود. چون محیط های پلاسمایی از نظر فیزیکی بسیار پیچیده هستند و بررسی آنها به روش تجربی پر هزینه است و از طرف دیگر هنگامی که پلاسما با آزمایش ...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه الزهراء - دانشکده علوم پایه

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023