超强短脉冲激光产生中子源的时间宽度压缩

产品时间:2021-06-19 04:23

简要描述:

由于中子可必要与原核起到,它以击穿到材料内部并观测离性质。这使它不具备了良好于带电粒子和x射线的性质。 然而中子观测的挑战是产生较短脉冲的源来观测超快现象。能量超过MeV的中子束,其毁坏能力反映在原尺度:产生撞击级联,点毁坏,失位或激光。这些特点使中子束在多个技术领域都不具备应用于潜质:聚变反应的空间材料耐电磁辐射测试,粒子加快仓的废存储等。 对于keV量级的中子束,能用来观测热密集物质的动力学问题。...

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详细介绍
本文摘要:由于中子可必要与原核起到,它以击穿到材料内部并观测离性质。这使它不具备了良好于带电粒子和x射线的性质。 然而中子观测的挑战是产生较短脉冲的源来观测超快现象。能量超过MeV的中子束,其毁坏能力反映在原尺度:产生撞击级联,点毁坏,失位或激光。这些特点使中子束在多个技术领域都不具备应用于潜质:聚变反应的空间材料耐电磁辐射测试,粒子加快仓的废存储等。 对于keV量级的中子束,能用来观测热密集物质的动力学问题。

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由于中子可必要与原核起到,它以击穿到材料内部并观测离性质。这使它不具备了良好于带电粒子和x射线的性质。

然而中子观测的挑战是产生较短脉冲的源来观测超快现象。能量超过MeV的中子束,其毁坏能力反映在原尺度:产生撞击级联,点毁坏,失位或激光。这些特点使中子束在多个技术领域都不具备应用于潜质:聚变反应的空间材料耐电磁辐射测试,粒子加快仓的废存储等。

对于keV量级的中子束,能用来观测热密集物质的动力学问题。  亚皮秒激光可产生较短脉冲中子源,然而该方法产生的计量近高于激光加快质子撞击液体材料的产额。另一方面,使用液体起到的缺点则为大量高能射线和带电粒子的阻碍,这将毁坏样品并构成低噪声环境。

但激光加快产生的质子为宽带的,具备一定收敛角,因此时间和空间上的探讨程度都随探讨而展宽。  本试验设计共计分成三个阶段:1.使用50微米厚度的聚对苯二甲酸乙二醇酯靶,激光能量为10焦耳,装置坐落于闪烁LULI。激光加快电子在靶后产生强劲电场,并通过靶后壳加快机制的强劲电场加快质子,质子收敛角为5-30度。

  2.质子由等离子体透镜探讨,中空的铝桶摆放在距质子源1mm一处,并由第二束激光冷却,与主脉冲之间延时为86ps,该激光产生强劲瞬态电场,方向垂直圆柱靶法线,从而将质子向轴线上探讨。  3.该方法对有所不同能量的质子探讨方位有所不同,在0.56m一处利用这一特点来检验质子。由此中心质束的比特率和时间度比起于初始团均提升了。  质子束的空间宽度和能谱等皆使用多层电磁辐射光学板RCF测试,图2a右图为S1阶段使用RCF的测试结果,随着质子能量减少,其收敛度上升。

图2b则为S2阶段,束斑直径明显上升了,直径随能量呈现函数关系。图2c右图为右图为0.56m一处探讨束,此时束团具备环状结构,此时直径依赖能量。  图3a为质子能谱,S1阶段能量从1.1到6MeV变化过程中上升了100倍。

而在S2和S3阶段,能谱在6MeV附近具备第二个峰值,并且该能谱范围质子数目比S1阶段低10倍。图3b右图为质子能谱的指数型数值,可用作中子产额的数值。将中LiF薄片放到质子束的路径上。通过核反应产生中,将薄片放到质子束的路径上。

通过核反应产生中,将薄片放到质子束的路径上。通过核反应产生中,将薄片放到质子束的路径上。通过核反应产生中子,将1mm厚度的铅板摆放在CR39前必要屏蔽能量高于21MeV的的质子。

  如图4右图为对比S1和S3阶段的中子时间飞行中序信号。早期10ns信号主要由靶中电子轫致辐射产生的x射线,图中黑线为使用LiF记录的中子产额信号,第一批中子于100ns抵达,对应能量为抵达,对应能量为3MeV。

而S1阶段中则对应几百纳秒,能量高于100keV。可见,S3的信号时间近较短于S1阶段,并且由于入射光质子序的转变信号有所上升。

  本实验观测到质子和中子的脉长传输,这指出激光加快束在搜材料超快性质方面有应用于潜质。随着激光能量的大大提高,微透镜探讨离子对加快有最重要意义。

此外,微透镜结构的光滑以及修改将使这项技术更为便利,从而激光产生的中子源更为有吸引力。


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