Скачати повний текст

В ННЦ ХФТИ сооружается источник жесткого излучения НЕСТОР, основанный на комптоновском рассеянии лазерных фотонов на релятивистских электронах. Структурно установка может быть представлена в виде следующих компонентов: линейный ускоритель, канал транспортировки, накопительное кольцо, лазерно-оптическая система. Электроны накапливаются в кольце на энергию 40 - 200 МэВ. Неизбежные ошибки юстировки магнитных элементов сильно влияют на динамику электронного пучка в накопительном кольце, приводя к смещению положения равновесной орбиты относительно идеальной. Значительные смещения равновесной орбиты могут приводить к потере пучка на физических апертурах накопителя. Поперечные размеры электронного и лазерного пучков в точке встречи составляют всего несколько десятков микрон. Смещение положения электронного пучка в точке взаимодействия может сильно осложнить настройку работы источника жесткого излучения из-за фактического отсутствия должной системы индикации положения пучка. Приведены результаты моделирования эффективности накопления электронного пучка в накопителе НЕСТОР и рассмотрено влияние ошибок юстировки магнитных элементов на его динамику.

Зазначено, що прискорюючі поля в звичайних лінійних прискорювачах обмежені ~100 мВ/м. Прискорення у плазмі забезпечує прискорюючі поля, які на кілька порядків більше, ніж у звичайних прискорювачах. У зв'язку з успішним розвитком лазерних технологій, лазерно-плазмові прискорювачі зараз викликають великий інтерес. За минуле десятиліття успішні експерименти по лазерному прискоренню електронів у плазмі кільватерним полем підтвердили перспективність цього прискорення. Зроблено припущення, що великі прискорюючі поля в лазерно-плазмових прискорювачах надають змогу зменшити розмір і знизити вартість прискорювачів. Інша важлива перевага лазерно-плазмових прискорювачів полягає в тому, що вони можуть створювати короткі електронні згустки великої енергії. Продемонстровано електронні згустки з невеликим розкидом по енергії за взаємодії інтенсивних лазерних імпульсів з плазмою. Вивчено самоінжекцію електронних згустків у кільватерній порожнині, яка генерується інтенсивним лазерним імпульсом у щільній плазмі. Завдяки нещодавно розвиненій компактній лазерній технології можна генерувати 100-ПВт лазерні одноперіодні фемтосекундні імпульси. За допомогою потужного фемтосекундного лазерного імпульсу можна генерувати когерентний рентгенівський імпульс. Професор Т. Тадзіма запропонував використовувати ці когерентні рентгенівські імпульси для прискорення частинок. Коли такий рентгенівський імпульс інжектується в кристал, він взаємодіє з електронною плазмою металевої щільності і ідеально підходить для лазерного кільватерного прискорення. Під час числового моделювання авторів, виконаного на основі ідеї професора Т. Тадзіми, за збудження кільватерного поля рентгенівським лазерним імпульсом в електронній плазмі металевої густини було одержано прискорююче поле кілька ТВ/м. У разі лазерного прискорення самоінжектованного згустку електронів кільватерним полем у плазмі важливо сформувати згусток з невеликим розкидом по енергії і невеликим розміром. У даній роботі числовим моделюванням показано, що певний імпульс-передвісник, що рухається перед основним лазерним імпульсом, контролює властивості самоінжектованного згустку і забезпечує за певних умов малий розкид по енергії і малий розмір самоінжектованого і прискореного електронного згустку.