强激光驱动等离子体下的锂核反应研究

In the last several years, a new cross discipline, laser nuclear physics is blooming with the development of the high-intensity laser technology. It is possible today to simulate high-density high-temperature plasma environments, and then can experimentally study the physical questions existing in the field of nuclear physics, especially nuclear astrophysics. In this proposal, we plan to research and develop two methods of creating astrophysical plasma conditions: laser induced plasma jets collisions and laser accelerating ion shooting on other laser burning plasma, and apply them to the so-called "the big bang lithium abundance puzzle". We plan to study the reactions of p+Li6/Li7, and try to answer the question that why there has a huge difference (up to 3 order of magnitude) between the observation and prediction of the Big Bang Theory. Furthermore, we expect to apply these two experimental methods to other fields like laser fusion energy, the clean nuclear energy materials p+Li7.

超强激光驱动下的核现象研究，是最近几年发展起来的新兴交叉学科。利用超强激光模拟高温高压等离子体极端环境，为核物理特别是核天体物理研究提供了新的途径。本项目计划研究和发展如何利用强激光来模拟高温高压等离子体环境，主要包括：研究、发展、改进“激光等离子体对撞”和“激光加速与烧蚀”等等离子产生方法，并把他们应用于研究“大爆炸锂丰度疑难”，尝试回答大爆炸核合成的关键核素Li6/Li7天文观测与理论预期严重不符的困惑；以及“p+7Li洁净核能”等问题中。项目的实施将促进强激光核物理这一新兴交叉学科的进一步发展，对重大基础科学问题，如大爆炸核合成；以及对重要应用科学问题，如激光核能、激光模拟核爆等领域，都将有很大的促进作用。

利用超强激光模拟高温高压等离子体极端环境，为核物理特别是核天体物理研究提供了新的途径，是近年来国际上重要前沿热点交叉领域之一。本项目研究和发展了利用强激光来模拟高温高压等离子体环境，提出和改进了“激光等离子体对撞”、“强激光电子加速”等等离子产生方法，并把这些方法应用于研究了等离子体中的核反应。在研究中，成果的利用强激光等离子体，产生了同核异能态，其产生峰值功率大2.34E15 partical/s。研究也利用了“激光等离子体对撞法”，研究了其中的D+D，D+Li反应，利用“互刻度”的方法，获得了D+Li核反应的S因子。这个数据，有助于对“大爆炸锂丰度疑难”的深入理解。 此项目的实施促进了强激光核物理这一新兴交叉学科的进一步发展，对重大基础科学问题，如大爆炸核合成；以及对重要应用科学问题，如激光核能、激光模拟核爆等领域，都将有很大的促进作用。