中文摘要：

强流粒子束在稠密等离子体中的传输是快点火聚变方案和高能量密度物理中具有挑战性的前沿课题。本项目拟通过解析理论和数值模拟，系统地研究强流电子束和质子束在稠密背景等离子体输运中的双流不稳定、成丝不稳定、以及双流-成丝混合不稳定性各自的线性演化和准线性演化过程，以及他们之间的竞争。对于输运中的碰撞效应，我们将采用比Krook碰撞算子更精确的算子来描述。同时发展包含两体碰撞的并行化全相对论三维粒子模拟（PIC）程序，将理论分析和数值模拟进行相互验证,并用后者来研究上述不稳定发展后期的非线性演化过程。上述研究一方面使我们对高能强流粒子束在稠密等离子体中的传输获得比较全面的认识，另一方面也将为快点火方案中驱动器参数设计以及聚变靶结构的设计提供重要借鉴。深入开展这项工作，对揭示一些天体物理现象中的物理机制譬如Gamma爆产生、宇宙高能粒子产生、天体等离子体中磁场产生等也具有重要意义。

结论摘要：

本项目较系统地研究强流电子束在稠密背景等离子体输运。这是最近10多年在高能量密度物理领域受到极大关注的问题，不仅与快点火激光核聚变密切相关，也与天体物理环境中高能粒子、强磁场产生机制相关。在本项目中，我们通过理论分析和数值模拟，深入研究了各种束-流不稳定，包括双流不稳定、成丝不稳定、以及双流-成丝混合不稳定性各自的线性演化和非线性演化、强磁场湍流产生；深入探讨了稠密等离子体中的碰撞效应、温度效应对束流不稳定性的影响；研究了与束流传输有关的电磁辐射产生以及粒子加速现象。我们的研究不仅是理论和数值模拟结合，也与一些实验研究结合。重要结果之一是首次揭示了其中强激光产生的粒子束在稠密等离子体中传输过程中强磁场湍流现象，发表在美国科学院院刊PNAS，并被PNAS作为亮点报道。重要结果之二是首次提出产生强流超短阿秒电子束的理论方案，发表在美国物理评论快报（PRL）。本项目的主要研究结果都公开发表在国内外专业学术刊物。上述研究不仅是对理解强流粒子束在稠密等离子体中物理过程的极大提升，对激光核聚变、利用激光等离子体实验模拟天体物理现象观察都有参考意义。