Интенсивные лазерные источники гамма-излучения и нейтронов на основе сильноточных пучков суперпондеромоторных электронов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Интенсивные пучки фотонов и нейтронов в МэВ-ном диапазоне энергии являются эффективными инструментами во многих областях исследований, таких как диагностика вещества в экстремальных состояниях, ядерная физика и материаловедение, а также в медицинских и биофизических приложениях. Представлена концепция создания эффективных источников γ-излучения и нейтронов, основанная на генерации релятивистских электронов в режиме прямого лазерного ускорения при взаимодействиях лазерного импульса с интенсивностью 1019 Вт/см2 с протяженной плазмой с плотностью, близкой к критической.

Об авторах

Н. Е. Андреев

Объединенный институт высоких температур РАН; Московский физико-технический институт (государственный университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: andreev@ras.ru
Россия, 125412, Москва; Россия, 141701, Московская область, Долгопрудный

И. Р. Умаров

Объединенный институт высоких температур РАН; Московский физико-технический институт (государственный университет)

Email: andreev@ras.ru
Россия, 125412, Москва; Россия, 141701, Московская область, Долгопрудный

В. С. Попов

Объединенный институт высоких температур РАН; Московский физико-технический институт (государственный университет)

Email: andreev@ras.ru
Россия, 125412, Москва; Россия, 141701, Московская область, Долгопрудный

Список литературы

  1. Wang T., Ribeyre X., Gong Z., Jansen O., d’Humières E., Stutman D., Toncian T., Arefiev A. // Phys. Rev. Appl. 2020. V. 13. № 5. P. 054024. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.13.054024
  2. Norreys P.A., Santala M., Clark E. et al. // Phys. Plasmas. 1999. V. 6. P. 2150. https://doi.org/10.1063/1.873466
  3. Hatchett S.P., Brown C.G., Cowan T.E. et al. // Phys. Plasmas. 2000. V. 7. № 5. P. 2076. https://doi.org/10.1063/1.874030
  4. Gu Y.-J., Jirka M., Klimo O., Weber S. // Matt. Radiat. Extremes. 2019. V. 4. P. 064403. https://doi.org/10.1063/1.5098978
  5. Pomerantz I., McCary E., Meadows A.R., Arefiev A., Bernstein A.C., Chester C., Cortez J., Donovan M.E., Dyer G., Gaul E.W., Hamilton D., Kuk D., Lestrade A.C., Wang C., Ditmire T., Hegelich B.M. // Phys. Rev. Lett. 2014. V. 113. № 18. P. 184801. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.113.184801
  6. Günther M.M., Rosmej O.N., Tavana P., Gyrdymov M., Skobliakov A., Kantsyrev A., Zähter S., Borisenko N.G., Pukhov A., Andreev N.E. // Nature Commun. 2022. V. 13. № 1. P. 170. https://doi.org/10.1038/s41467-021-27694-7
  7. Недорезов В.Г., Рыкованов С.Г., Савельев А.Б. // Успехи физических наук. 2021. Т. 191. № 12. С. 1281. https://doi.org/10.3367/UFNr.2021.03.038960
  8. Ravasio A., Koenig M., Le Pape S. et al. // Phys. Plasmas. 2008. V. 15. № 6. P. 060701. https://doi.org/10.1063/1.2928156
  9. Li K., Borm B., Hug F., Khaghani D., Löher B., Savran D., Tahir N.A., Neumayer P. // Laser and Particle Beams. 2014. V. 32. № 4. P. 631. https://doi.org/10.1017/S0263034614000652
  10. Negoita F., Roth M., Thirolf P.G. et al. // Roman. Rep. Phys. 2016. V. 68. P. S37.
  11. Habs D., Köster U. // Appl. Phys. B. 2010. V. 103. № 2. P. 501. https://doi.org/10.1007/s00340-010-4278-1
  12. Ma Z., Lan H., Liu W., Wu S., Xu Y., Zhu Z., Luo W. // Matt. Radiat. Extremes. 2019. V. 4. № 6. P. 064401. https://doi.org/10.1063/1.5100925
  13. Willingale L., Nilson P.M., Thomas A.G.R., Bulanov S.S., Maksimchuk A., Nazarov W., Sangster T.C., Stoeckl C., Krushelnick K. // Phys. Plasmas. 2011. V. 18. № 5. P. 056706. https://doi.org/10.1063/1.3563438
  14. Willingale L., Thomas A.G.R., Nilson P.M., Chen H., Cobble J., Craxton R.S., Maksimchuk A., Norreys P.A., Sangster T.C., Scott R.H.H., Stoeckl C., Zulick C., Krushelnick K. // New J. Phys. 2013. V. 15. № 2. P. 025023. https://doi.org/10.1088/1367-2630/15/2/025023
  15. Toncian T., Wang C., McCary E. et al. // Matt. Radiat. Extremes. 2016. V. 1. № 1. P. 82. https://doi.org/10.1016/j.mre.2015.11.001
  16. Pukhov A., Sheng Z.-M., Meyer-ter-Vehn J. // Phys. Plasmas. 1999. V. 6. № 7. P. 2847. https://doi.org/10.1063/1.873242
  17. Willingale L., Arefiev A.V., Williams G.J., Chen H., Dollar F., Hazi A. U., Maksimchuk A., Manuel M. J.-E., Marley E., Nazarov W., Zhao T. Z., Zulick C. // New J. Phys. 2018. V. 20. № 9. P. 093024. https://doi.org/10.1088/1367-2630/aae034
  18. Arefiev A.V., Khudik V.N., Robinson A.P.L., Shvets G., Willingale L., Schollmeier M. // Phys. Plasmas. 2016. V. 23. № 5. P. 056704. https://doi.org/10.1063/1.4946024
  19. Khudik V., Arefiev A., Zhang X., Shvets G. // Phys. Plasmas. 2016. V. 23. P. 103108. https://doi.org/10.1063/1.4964901
  20. Pugachev L., Andreev N., Levashov P., Rosmej O. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2016. V. 829. P. 88. https://doi.org/10.1016/j.nima.2016.02.053
  21. Rosmej O.N., Andreev N.E., Zaehter S., Zahn N., Christ P., Borm B., Radon T., Sokolov A., Pugachev L.P., Khaghani D., Horst F., Borisenko N.G., Sklizkov G., Pimenov V.G. // New J. Phys. 2019. V. 21. № 4. P. 043044. https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab1047
  22. Rosmej O.N., Gyrdymov M., Günther M.M., Andreev N.E., Tavana P., Neumayer P., Zähter S., Zahn N., Popov V.S., Borisenko N.G., Kantsyrev A., Skobliakov A., Panyushkin V., Bogdanov A., Consoli F., Shen X.F., Pukhov A. // Plasma Phys. Controlled Fusion. 2020. V. 62. № 11. P. 115024. https://doi.org/10.1088/1361-6587/abb24e
  23. Andreev N., Popov V., Rosmej O., Kuzmin A., Shaykin A., Khazanov E., Kotov A., Borisenko N., Starodubtsev M., Soloviev A. // Quantum Electronics. 2021. V. 51. № 11. P. 1019. https://doi.org/10.1070/qel17648
  24. Rosmej O.N., Suslov N., Martsovenko D. et al. // Plasma Phys. Controlled Fusion. 2015. V. 57. № 9. P. 094001.
  25. Esarey E., Schroeder C.B., Leemans W.P. // Rev. Mod. Phys. 2009. V. 81. № 3. P. 1229. https://doi.org/10.1103/RevModPhys. 81.1229
  26. Gonsalves A.J., Nakamura K., Daniels J. et al. // Phys. Rev. Lett. 2019. V. 122. № 8. P. 084801. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.084801
  27. Pukhov A. // J. Plasma Phys. 1999. V. 61. № 3. P. 425. https://doi.org/10.1017/S0022377899007515
  28. Borisenko N.G., Akimova I.V., Gromov A.I., Khalenkov A.M., Merkuliev Y.A., Kondrashov V.N., Limpouch J., Kuba J., Krousky E., Masek K., Nazarov W., Pimenov V.G. // Fusion Sci. Technol. 2006. V. 49. № 4. P. 676. https://doi.org/10.13182/FST06-A1185
  29. Agostinelli S., Allison J., Amako K. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2003. V. 506. № 3. P. 250. https://doi.org/10.1016/S01689002(03)01368-8
  30. Stoyer M.A., Sangster T.C., Henry E.A., Cable M.D., Cowan T.E., Hatchett S.P., Key M., Moran M.J., Pennington D.M., Perry M.D., Phillips T.W., Singh M.S., Snavely R.A., Tabak M., Wilks S.C. // Rev. Sci. Instrum. 2001. V. 72. № 1. P. 767. https://doi.org/10.1063/1.1319355
  31. Spicer B.M. // Advances in Nuclear Physics. V. 2. N.Y.: Springer, 1969. P. 1. https://doi.org/10.1007/978-1-4684-8343-7_1
  32. Zerkin V., Pritychenko B. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2018. V. 888. P. 31. https://doi.org/10.1016/j.nima.2018.01.045
  33. Koning A.J., Hilaire S., Duijvestijn M.C. // AIP Conf. Proc. 2005. V. 769. P. 1154.

Дополнительные файлы


© Н.Е. Андреев, И.Р. Умаров, В.С. Попов, 2023