The high-power laser excites the electric field of the turbulent plasma strong enough to exceed the weak turbulence condition so that strong Langmuir turbulence develops.
In this thesis, the heating of the electrons in strong Langmuir turbulent plasma by multiphoton absorption of the strong laser radiation is investigated. In the theory of strong Langmuir turbulence, the turbulent electric field is described by the form of Langmuir solution, which is formed as a result of modulational instability. A kinetic equation is derived from a quantum mechanical view point and the rate of change of the kinetic energy of the electron is calculated. The phenomenological collision frequency is found and compared with the effective collision frequency of multiphoton inverse Bremsstrahlung. It is found that the heating rate is proportional to $(nTe^3)^{\frac{1}{2}}$. $W_o\cdot$ Em/Eo where n, Te are electron density and electron temperature, and $W_o$, Eo the frequency and the amplitude of the electric field of the laser, and Em the amplitude of the turbulent electric field, respectively. And it is also found that the heating is more efficient than that of the inverse Bremsstrahlung when the electric field amplitude exceeds the value, $\pi^{\frac{5}{2}} \eta^{\frac{3}{2}} e^4/\sqrt{3} Te^{\frac{3}{2}}$.
레이저를 이용한 핵융합 연구에서 강한 레이저의 에너지가 플라즈마로 전달되는 원리를 규명하는 것이 중요하다.
본 논문에서는 강한 난류 플라즈마가 생겼을 때 레이저의 에너지가 전자의 운동에너지로 전달되는 것을 조사하였다. 전자와 레이저의 전기장과 난류 플라즈마의 전기장과의 간섭을 전자와 레이저의 전기장에 대한 Schrodinger 방정식의 해를 얻고, Langmuir soliton model을 써서 표시된 난류 플라즈마의 전기장을 섭동항으로 하여 운동량에 대한 단위 시간당의 천이 확률을 구해서 표시했다. 이 천이 확률과 에너지 보존 법칙을 만족하는 모든 가능한 천이를 표시하는 schematic diagrams 을 써서 전자 분포의 변화를 기술하는 운동방정식을 구했으며, 이것으로부터 가열율과 phenomenological collision frequency 를 얻었다. 이 결과를 역제동 복사의 경우와 비교하여 가열이 더 효과적으로 되는 조건을 구했으며, 이 때의 난류 플라즈마의 전기장의 크기는 다음 조건을 만족한다.
$E_m ≫ \pi^{\frac{5}{2}} \eta^{\frac{3}{2}} e^4/\sqrt{3} T_e$.
