Цилиндрическая кумуляция быстрых ионов в кольцевом фокусе мощного субпикосекундного лазера
Саркисов Г.С., Быченков В.Ю., Тихончук В.Т.
PACS: 52.35.Mw, 52.40.Nk, 52.75.Di
![<b>Предложен новый метод цилиндрической кумуляции быстрых ионов при их пон-деромоторном ускорении в фокусе мощного субпикосекукдного лазера. При фокусировке лазерного пучка в предварительно ионизованный газ в фокальное пятно в форме кольца происходит радиальное ускорение ионов пондеромоторной силой. Ионы, ускоренные с внутренней стороны кольца, образуют сходящуюся к оси цилиндрическую ударную волну. При ее кумуляции плотность ионов резко возрастает и вместе с ней возрастает вероятность ион-ионных столкновений. Результаты численного моделирования для субпикосекундного лазерного импульса мощностью ~ 100 ТВт предсказывают генерацию ионов с энергией до 200 кэВ и объемное сжатие плазмы до 100 раз в цилиндре диаметром ~ 1 мкм. Время жизни плотной плазменной нити на длине каустики лазера составляет несколько пикосекунд. Лазерную кумуляцию ионов предлагается использовать для создания яркого и компактного источника быстрых нейтронов субпикосекундной длительности, среды для рентгеновского и гамма-лазеров, получения многозарядных ионов и инициирования ядерных реакций.</b>](/ps/923/article_14106_800_head.png)
Предложен новый метод цилиндрической кумуляции быстрых ионов при их пон-деромоторном ускорении в фокусе мощного субпикосекукдного лазера. При фокусировке лазерного пучка в предварительно ионизованный газ в фокальное пятно в форме кольца происходит радиальное ускорение ионов пондеромоторной силой. Ионы, ускоренные с внутренней стороны кольца, образуют сходящуюся к оси цилиндрическую ударную волну. При ее кумуляции плотность ионов резко возрастает и вместе с ней возрастает вероятность ион-ионных столкновений. Результаты численного моделирования для субпикосекундного лазерного импульса мощностью ~ 100 ТВт предсказывают генерацию ионов с энергией до 200 кэВ и объемное сжатие плазмы до 100 раз в цилиндре диаметром ~ 1 мкм. Время жизни плотной плазменной нити на длине каустики лазера составляет несколько пикосекунд. Лазерную кумуляцию ионов предлагается использовать для создания яркого и компактного источника быстрых нейтронов субпикосекундной длительности, среды для рентгеновского и гамма-лазеров, получения многозарядных ионов и инициирования ядерных реакций.