A relativistic petawatt laser light can heat a high Z metal above keV temperatures isochorically and ionize it almost fully. Copious hard x-rays are emitted from a high-Z hot plasma, which acts as an x-ray source, while x-ray emissions serve as an energy sink for the plasma. The isochoric heating of a solid silver foil irradiated by a relativistic laser light is studied with the help of 1D and 2D particle-in-cell simulations including Coulomb collisions, ionizations, and radiation processes. We find that the radiation power from the keV silver plasma is comparable to the incident laser power when the laser intensity is less than 1019 W cm−2. Thus, the plasma formation and particle acceleration are affected by the radiation, e.g. a highly compressed shock formation. Once the laser heating is over, the silver plasma loses its energy on a timescale of picoseconds, during which hard x-rays flash. The radiation spectra of the keV silver plasma are also presented.
相対論的ペタワットレーザー光は、高Z金属をkeV以上の温度に等容的に加熱し、ほぼ完全に電離させることができる。高Z高温プラズマからは多量の硬X線が放出され、このプラズマはX線源として機能する一方、X線放出はプラズマのエネルギー損失機構としても働く。固体銀箔に照射された相対論的レーザー光による等容加熱を、クーロン衝突、電離、および放射過程を含む1次元および2次元の粒子セルシミュレーションを用いて研究した。レーザー強度が10¹⁹Wcm⁻²未満の場合、keV銀プラズマからの放射パワーは入射レーザーパワーに匹敵することがわかった。したがって、プラズマの形成および粒子加速は放射の影響を受け、例えば高圧縮衝撃波の形成が生じる。レーザー加熱終了後、銀プラズマはピコ秒の時間スケールでエネルギーを失い、その間に硬X線が閃光として放出される。keV銀プラズマの放射スペクトルも提示する。