基于靶成分方案的联合质子加速机制优化
等离子体物理
2016-02-17 v1
摘要
提出了一种用于优化联合质子加速机制的靶成分方案，并通过二维粒子模拟（2D PIC）进行了验证。该方案使用超强度圆偏振（CP）激光脉冲辐照过密碳氢化合物（CH）靶，而非纯氢（H）靶。联合加速机制是一种两阶段质子加速方案，将辐射压主导加速（RPDA）阶段与激光尾波场加速（LWFA）阶段依次结合。当超强度CP激光脉冲辐照过密CH靶后接欠密氚等离子体气体时，与使用纯H靶相比，产生了能量更高（从约20 GeV到约30 GeV）且能散度更低（半高全宽FWHM从约18%降至约5%）的质子。这是因为使用CH靶时，质子在第一个RPDA阶段可以被更稳定地预加速。随着碳氢密度比的增加，能散度降低，最大质子能量升高。研究还表明，在约10²² Wcm⁻²的相同激光强度下，使用CH靶将获得比使用纯H靶更高的质子能量。此外，通过采用背景等离子体密度的纵向负梯度，质子能量可进一步提高。
引用
@article{arxiv.1504.06034,
title = {Optimization of the Combined Proton Acceleration Regime with a Target Composition Scheme},
author = {W. P. Yao and B. W. Li and C. Y. Zheng and Z. J. Liu and X. Q. Yan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.06034},
year = {2016}
}
备注
16 pages, 8 figures