高平均流量激光驱动的中子源
Simon Vallières1, François Fillion-Gourdeau1,2, Sylvain Fourmaux3
1Advanced Laser Light Source (ALLS), Institut National de la Recherche Scientifique-Énergie, Matériaux et Télécommunications (INRS-EMT), 1650 Lionel-Boulet, Varennes, Montréal, QC, Canada.
我们使用激光唤醒场加速 (LWFA) 开发了一种稳定,高重复率的激光驱动中子源. 这种新的方法实现了创纪录的中子流量,超过了以前的基于激光的技术和目标正常加速 (TNSA) 方案.
科学领域:
- 核物理 核物理 核物理
- 等离子体物理学的物理学
- 激光驱动的粒子加速器
背景情况:
- 激光驱动的中子源为传统方法提供了紧的,短脉冲的替代方案.
- 目前的基于激光的中子生成难以与反应堆或加速器的性能相匹配.
研究的目的:
- 开发一种稳定,高重复率的激光驱动中子源.
- 使用激光唤醒场加速 (LWFA) 实现前所未有的中子流量和产量.
- 将基于LWFA的中子生成与目标正常加速 (TNSA) 方案进行比较.
主要方法:
- 利用激光唤醒场加速 (LWFA) 来加速电子到相对论能量.
- 用于中子生成的转换器中的辐射辐射和光核反应.
- 进行实验测量和蒙特卡洛模拟以验证.
主要成果:
- 实现了7.8 × 10^7 n/sr/s的创纪录的平均中子流量,比以前的激光源高出一个数量级.
- 在目标附近记录了3.0×10^7n/cm^2/s的中子流量,与一些紧加速器源相比.
- 证明每次射击的总中子产量为3.9 × 10^8个中子,显著超过TNSA方案.
结论:
- 基于LWFA的方法代表了实际激光驱动中子源的重大进步.
- 与TNSA方案相比,这种方法提供了优越的中子流量和产量.
- 突出了LWFA在医学科学,材料科学和成像领域未来应用的潜力.
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