The interaction and interpenetration of two counter-propagating plasma shocks are investigated via hybrid fluid-PIC (particle-in-cell) simulations. This study seeks to probe the kinetic effects and ion collisions on the structure of colliding plasma shocks in complex multi-ion-species plasma, in particular, the presence of the expansion of high-Z plasma bubbles against the low-Z filled gas inside an ICF hohlraum. The superposition of shock wave results in a wave-like electric field in the downstream region. The electric field can further reduce the kinetic energy of the incoming particles, and modulate the ion density profile. It finally generates a new downstream platform of high temperature and high density. However, on the hundred-ps time scale, cumulative ion collisions can still significantly alter the structure of the shock wave and the reflection of ions by the shock front. This study will help to improve the predictions of hohlraum plasma states and the understanding of the shock wave interactions.
二つの対向伝播するプラズマ衝撃波の相互作用と相互浸透を、ハイブリッド流体-PIC(粒子インセル)シミュレーションにより調査した。本研究は、複雑な多イオン種プラズマ中における衝突するプラズマ衝撃波の構造に対する運動論的効果とイオン衝突の影響を探求することを目的としており、特に、ICFホーラム内部の低Z充填ガスに対する高Zプラズマバブルの膨張の存在に着目する。衝撃波の重ね合わせは、下流領域に波状の電場をもたらす。その電場は、入射粒子の運動エネルギーをさらに減少させ、イオン密度プロファイルを変調することができる。最終的に、高温・高密度の新たな下流プラットフォームを生成する。しかしながら、百ピコ秒の時間スケールでは、累積的なイオン衝突が衝撃波の構造と衝撃波前面によるイオンの反射を依然として有意に変化させ得る。本研究は、ホーラムプラズマ状態の予測改善と衝撃波相互作用の理解向上に貢献するであろう。