The question of laser wavelength for filling magnetic confinement machines with laser produced plasmas
Description
Radiation absorption and bulk ionization efficiencies are considered in a one-dimensional hydrodynamic approximation by taking finite rate ionization and recombination processes into account. The magnetic field effect on the plasma motion is taken into account by assuming that the plasma remains diamagnetic during its spherical expansion phase. At the moderate laser flux intensities and associated corona temperatures considered classical absorption is the dominating energy transfer mechanism, and the shorter the wavelength the better are the attainable absorption and ionization efficiencies. However, even at anomalous absorption rates manifested by complete energy damping at the critical density, pellet thermalization and bulk ionization are found to be more efficient at shorter wavelengths. Neglecting the finite ionization and recombination rates may lead to errors in predicting the location of the cut-off electron density layer and of the obtainable bulk ionization degree. The formation of a high-density high-temperature plasma sheath with appreciable polarization across the sheath is shown to take place at the plasma cloud magnetic field interface. Methods for avoiding the [V x B]-induced drift motion associated with non-symmetric pellet irradiation are outlined. (orig.)
Availability note (English)
MF available from INIS under the Report Number.Abstract (German)
Strahlungsabsorptions-Volumenionisationsrate werden in einer eindimensionalen hydrodynamischen Naeherung unter Beruecksichtigung von endlichen Absorptions- und Rekombinationsprozessen behandelt. Der Einfluss des Magnetfelds auf die Plasmabewegung wird einbezogen, indem man annimmt, dass das Plasma waehrend der sphaerischen Expansion diamagnetisch bleibt. Bei den in der Arbeit verwendeten niedrigen Laserflussintensitaeten und Koronatemperaturen ist die klassische Absorption der vorherrschende Energietransportmechanismus, und Absorption und Ionisation werden um so effektiver, je kuerzer die Wellenlaenge ist. Doch auch bei anomaler Absorption - die sich als vollstaendige Energiedaempfung bei kritischer Dichte darstellt- sind Pelletthermalisierung und Volumenionisation bei kurzer Wellenlaenge effektiver. Eine Vernachlaessigung der endlichen Absorptions- und Rekombinationsraten kann zu fehlerhaften Vorhersagen ueber die Lokalisierung der 'cut-off'-Elektronendichteschicht und den moeglichen Grad der Volumenionisation fuehren. Es wird gezeigt, dass eine Plasmaschicht hoher Dichte und Temperatur mit feststellbarer Polarisation ueber die Schicht hinweg an der Grenzflaeche Plasmawolke/Magnetfeld entsteht. Es werden Methoden beschrieben, mit deren Hilfe die [V x B]-induzierte Driftbewegung bei der nichtsymmetrischen Pelletbestrahlung vermieden werden kann. (orig./AK)
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Additional details
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 50 p.
- Report number
- IPP--4/131
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 7261874
- Subject category
- S70: PLASMA PHYSICS AND FUSION TECHNOLOGY;
- Descriptors DEI
- ABSORPTION; COORDINATES; DEUTERIUM TARGET; DIAGRAMS; LASER RADIATION; LASER-PRODUCED PLASMA; MATHEMATICAL MODELS; ONE-DIMENSIONAL CALCULATIONS; PLASMA EXPANSION; TABLES
- Descriptors DEC
- ELECTROMAGNETIC RADIATION; EXPANSION; INFORMATION; PLASMA; RADIATIONS; TARGETS
Optional Information
- Notes
- 12 figs.; 3 tabs.; 18 refs.