Experiments and simulations have been carried out to study the colliding process by two lasers irradiating a gold half-hohlraum. Via analyzing the evolutionary x-ray images, radiation fluxes and self-emission spectrum of tracers, influence on the x-ray conversion efficiency and the local plasma temperature from two gold-plasma plumes have been investigated deeply, which is similar as the configuration in Inertial Confinement Fusion (ICF). Experimental results confirm a region with high electron and ion temperatures are induced, satisfying the strong collision condition of , where λi and are respectively the ion mean-free path and the gradient length of Te. It leads to almost increasing of M-band component compared to that from a single laser-irradiation case. Meanwhile ion temperature in this region increases more rapidly than electrons, reaching about keV ( keV). Thus, our studies provide the experimental evidence of quantitative x-ray enhancement and a non-equilibrium evolution simultaneously due to the plasma collision for the first time. Besides, two-dimensional simulation results reveal that this process can not be precisely described by the traditional shock-heating model by dissipating the shock energy only to ions. But by distributing the viscous heating between both electrons and ions as theoretically discussed by Miller (2020 Comput. Fluids210 104672), numerical results can match experiments better. This discovery will be of great importance to improve the precision of prediction for ICF.
実験とシミュレーションは、2つのレーザーが金ハーフホーラムを照射する衝突過程を研究するために実施された。時間発展X線画像、放射フラックス、トレーサーの自発光スペクトルの解析を通して、2つの金プラズマプルームからのX線変換効率と局所プラズマ温度への影響が深く調べられ、これは慣性核融合(ICF)における構成と類似している。実験結果は、高い電子温度とイオン温度を持つ領域が誘起されることを確認し、強い衝突条件の を満たす。ここで、λiと はそれぞれイオン平均自由行程とTeの勾配長である。これは、単一レーザー照射の場合と比較して、Mバンド成分のほぼ の増加をもたらす。一方、この領域のイオン温度は電子よりも急速に増加し、約 keV( keV)に達する。したがって、我々の研究は、プラズマ衝突による定量的X線増強と非平衡進化を同時に示す実験的証拠を初めて提供する。さらに、二次元シミュレーション結果は、この過程が、衝撃波エネルギーをイオンのみに散逸させる従来の衝撃加熱モデルでは正確に記述できないことを明らかにする。しかし、Miller(2020 Comput. Fluids210 104672)によって理論的に議論されたように、粘性加熱を電子とイオンの両方に分配することにより、数値結果は実験とより良く一致し得る。この発見は、ICFの予測精度を向上させるために非常に重要である。