PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Reports on Progress in Physics· 2012Q1· Derleme

Lazer Kaynaklı İyon Kaynaklarının ve Uygulamalarının İncelenmesi

Review of laser-driven ion sources and their applications

Hiroyuki Daido, Mamiko Nishiuchi, A. S. Pirozhkov

Kısa özet

Ultra-kısa süreli, yüksek yoğunluklu lazerler (terawatt ila petawatt), pikosaniye süreli, yüksek tepe akımlı ve geniş enerji spektrumlu iyon demetleri üreterek, %X'e varan dönüşüm verimlilikleri ve on milyonlarca elektron volt (MeV) proton enerjileri elde edebilmektedir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Ultra-kısa darbeli lazerler (pikosaniye/femtosek, TW-PW), nanosaniye lazerlere göre önemli bir gelişme olan iyon hızlandırmayı mümkün kılmaktadır.
  • 2000 yılından bu yana yapılan deneysel gösterimler, düşük emite, on milyonlarca elektron volt (MeV) proton demetlerini %X'e varan dönüşüm verimlilikleriyle sunmaktadır.
  • Lazer güdümlü iyon demetleri pikosaniye süresine, ultra-yüksek tepe akımına ve geniş enerji spektrumlarına sahiptir.
  • Modeller, lazer parametrelerini, plazma koşullarını ve demet özelliklerini ilişkilendirerek enerji spektral şeklini, optimum koşulları ve ölçeklendirmeleri tahmin etmektedir.
  • Uygulamalar bilimsel, endüstriyel ve tıbbi alanları kapsamaktadır ve genellikle geleneksel hızlandırıcılara tamamlayıcıdır.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

For many years, laser-driven ion acceleration, mainly proton acceleration, has been proposed and a number of proof-of-principle experiments have been carried out with lasers whose pulse duration was in the nanosecond range. In the 1990s, ion acceleration in a relativistic plasma was demonstrated with ultra-short pulse lasers based on the chirped pulse amplification technique which can provide not only picosecond or femtosecond laser pulse duration, but simultaneously ultra-high peak power of terawatt to petawatt levels. Starting from the year 2000, several groups demonstrated low transverse emittance, tens of MeV proton beams with a conversion efficiency of up to several percent. The laser-accelerated particle beams have a duration of the order of a few picoseconds at the source, an ultra-high peak current and a broad energy spectrum, which make them suitable for many, including several unique, applications. This paper reviews, firstly, the historical background including the early laser-matter interaction studies on energetic ion acceleration relevant to inertial confinement fusion. Secondly, we describe several implemented and proposed mechanisms of proton and/or ion acceleration driven by ultra-short high-intensity lasers. We pay special attention to relatively simple models of several acceleration regimes. The models connect the laser, plasma and proton/ion beam parameters, predicting important features, such as energy spectral shape, optimum conditions and scalings under these conditions for maximum ion energy, conversion efficiency, etc. The models also suggest possible ways to manipulate the proton/ion beams by tailoring the target and irradiation conditions. Thirdly, we review experimental results on proton/ion acceleration, starting with the description of driving lasers. We list experimental results and show general trends of parameter dependences and compare them with the theoretical predictions and simulations. The fourth topic includes a review of scientific, industrial and medical applications of laser-driven proton or ion sources, some of which have already been established, while the others are yet to be demonstrated. In most applications, the laser-driven ion sources are complementary to the conventional accelerators, exhibiting significantly different properties. Finally, we summarize the paper.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Reports on Progress in Physics, 2012 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Nükleer ve Yüksek Enerji Fiziği

Nuclear and High Energy PhysicsPhysics and Astronomy