A number of experiments have been undertaken at the Rutherford Appleton Laboratory that were designed to investigate the physics of fast electron transport relevant to fast ignition inertial fusion. The laser, operating at a wavelength of 1054 nm, provided pulses of up to 350 J of energy on target in a duration that varied in the range 0.5–5 ps and a focused intensity of up to 1021 W cm−2. A dependence of the divergence of the fast electron beam with intensity on target has been identified for the first time. This dependence is reproduced in two-dimensional particle-in-cell simulations and has been found to be an intrinsic property of the laser–plasma interaction. A number of ideas to control the divergence of the fast electron beam are described. The fractional energy transfer to the fast electron beam has been obtained from calibrated, time-resolved, target rear-surface radiation temperature measurements. It is in the range 15–30%, increasing with incident laser energy on target. The fast electron temperature has been measured to be lower than the ponderomotive potential energy and is well described by Haines' relativistic absorption model.
ラザフォード・アップルトン研究所では、高速点火慣性核融合に関連する高速電子輸送の物理を調査するために設計された多くの実験が実施されてきた。波長1054 nmで動作するレーザーは、0.5〜5 psの範囲で変化する持続時間で、ターゲット上に最大350 Jのエネルギーを持つパルスと、最大1021 W cm−2の集光強度を提供した。ターゲット上の強度に対する高速電子ビームの発散の依存性が、初めて特定された。この依存性は、二次元粒子インセルシミュレーションにおいて再現され、レーザー・プラズマ相互作用の固有の特性であることが判明した。高速電子ビームの発散を制御するためのいくつかのアイデアが記載されている。高速電子ビームへのエネルギー伝達の割合は、較正された時間分解型ターゲット後面放射温度測定から得られた。これは15〜30%の範囲にあり、入射レーザーエネルギーのターゲットへの増加に伴って増加する。高速電子温度は、ポンデロモーティブポテンシャルエネルギーよりも低く測定され、Hainesの相対論的吸収モデルによってよく記述される。