使用激光束加速离子的新方法

Los Alamos国家实验室的科学家与德国内华达大学的研究人员合作,德国Ludwig-Maximilian-University的Max-Planck-Countitute in德国的Max-Planck-Sourtitute,已经开发了一种使用激光束的新方法加速离子。

新型方法可以实现紧凑离子加速器,医学物理和惯性监禁融合中的重要进步。

在一篇文章中发表于最近的科学期刊大自然,由Los Alamos Scientics Manuel Hegelich领导的团队描述了它们对单齿离子束的激光加速度的方法。使用LOS Alamos的三叉戟激光设施创建的碳离子束研究人员每核的3兆电池(MEV)的能级,或36 meV。

科学家们对MEV范围内的激光驱动离子束有几年,但洛杉矶阿拉莫斯团队'S实验是第一个建立使用专门设计和处理的靶标的激光驱动加速度的激光驱动加速度的基础。虽然激光驱动离子束的能量扩散仍然大于传统的促进剂,但在几个方面,它们超越了传统光束。

根据黑鹰介绍,"通常,您需要一个非常大的加速器,那种只适合研究大厅的那种,并且在距离距离左右的距离上加速粒子,以加速

在我们的论文中报道的能量的离子束。即便如此,所得到的离子脉冲较长并且具有较弱的电流(毫米或甚至微安与千伏瓦)。由于传统的加速器目前正在推动尺寸和成本的限制,因此激光加速是对这些挑战的潜在解决方案。激光驱动离子加速器我们'在典型大小的实验室中,ve在典型大小的实验室中开发,并且在大约10微米的距离上加速离子。"

由于其紧凑的装置尺寸和独特的光束特性,激光加速离子具有某些类型的脑肿瘤的潜力,代替常规X射线或质子。德国医学研究人员已经开发了使用碳离子将几乎所有光束放置的方法'肿瘤中的能量。常规的肿瘤处理方法通常在肿瘤中沉积大量辐射以及周围的健康组织。然而,制造离子束在数亿美元的范围内需要大型加速器装置。激光加速度方法具有缩小所需加速器装置的尺寸和成本的可能性。

激光加速度也显示出用作a的潜力"sparkplug"在惯性监禁融合(ICF)中。在传统的ICF中,通过激光驱动器同时压缩和加热融合燃料,直到它达到点火所需的条件。在一个叫做ICF概念"fast ignition,"压缩和点火部件是分开的,首先使用长脉冲激光来压缩燃料。然后,在最大压缩的瞬间,激光驱动的离子束用作a"sparkplug"点燃融合。具有非常短的脉冲持续时间,激光产生的离子可能具有以最大压缩点燃融合所需的能量。

http://www.lanl.gov

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