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1、激光离子加速器研究意义及最新 进展黄永盛 高功率准分子激光实验室 核技术所目录 研究背景与意义 研究进展：理论与实验 对已有实验的指导意义及将来可能的研究 方向研究背景与意义放射性同位素生产K. Nemoto, Applied Physics Letters, 78,595(2001) 激光诱导核反应加速器注入器 日本物理化学研究 实验室，RIKEN， 2001.质子照相：超快，ps研究进展：理论与实验目前实验（LANL ）最高离子能量 65MeV 单能性15-20%Nature，2006德国，Max-Planck实验室，CP laser目前实验最高离子能量65MeV等离子体通道加 速的优势与
2、可能等离子体加速机制 TNSA （Target Normal Sheath Acceleration）(Wilks) 冲击波 库伦爆破 空泡加速(Shen BF) 尾场加速(Sentoku, POP, 10,2009(2003) 等离子体通道加速(PRL, 103,165002(2009) 光压加速，稳相加速机制(PRL, Yan, 2008) 纳米双层靶 （NJP，11,093035 (2009, )）相对论高能电子相对论高能电子极端密度条件极端密度条件超强电荷分离场超强电荷分离场 CP激光 能散10%左右 发散角小于3度理论基础 等离子体真空自 由膨胀 仍然不清楚，高 度非线性 时间尺度维
3、数电子回流目前已有的动理学理论 基于准中性等离子体假设 实际的物理状况： 非准中性，超强电荷分离场，各向异性， 超短时间尺度（非Maxwell分布）激光加速离子的机制研究 -基于流体力学模型等离子体膨胀模型 -自相似-Mora， Gurevich（PRL，1979），Huang （APL, 92(031501)） -准中性- Mora， Gurevich（PRL，1979），Huang （APL, 92(031501)） -半自相似- Huang (APL,92(141504) -非准中性- Huang (APL,92(141502) -二维-Huang (APL,92(141502) -二维
4、各向异性Huang(PRE(80，056403)） 对已有实验的指导意义 及 将来可能的研究方向激光加速离子拓需解决的问题 1、单能性的问题 -靶的设计，新的加速机制？冲击波？ 空泡？ 2、能量的提高 -新的加速机制？空泡？冲击波？混合 加速？光压加速？等离子体通道？（是否 可以参考电子加速？PRL，103，165002 ）实验上的难点 靶的设计：（纳米须，天鹅绒，纳米薄膜靶） ，各种奇特的靶型如何在实验上得到实现 ？ 是否考虑新的加速形式（通道，空泡）？ -要求理论结合实验 激光的稳定性的要求 激光对比度的要求 -KrF激光的优势，固体激光的难点实验上要测量的参量 激光功率密度，脉冲宽度，对比度，焦斑 半径，能量集中度 电子温度与密度（很难） 离子最大能量与能谱 离子角分布参数优化选择 最佳脉宽 最佳靶厚 在激光能量足够高的情况下，可以选择较 大的焦斑半径 合适靶材与靶体结构将来可能的研究方向 1、空泡加速机制的研究，及其用来描述质 子加速的条件 2、探讨究竟如何得到更高能量的离子加速 ：预加速，多种机制的有效耦合？ 3、设计新的双层靶和微结构靶
