基于激光等离子体驱动电子源的长寿命放射性核素Cs-135的光致嬗变
等离子体物理
2020-07-07 v1
摘要
由激光有质动力加速的相对论电子可被聚焦到高Z转换器上，以产生高亮度伽马射线束，进而可用于引发光核反应。本工作中，通过Geant4模拟演示了利用激光等离子体驱动电子源对长寿命放射性核素Cs-135进行光致嬗变的可能性。在10^{20} W/cm^2、5×10^{20} W/cm^2、10^{21} W/cm^2和5×10^{21} W/cm^2四种不同激光强度下，分别观测到了高能电子产生、轫致辐射和光核反应。研究表明，激光强度和靶几何形状对嬗变反应产额有强烈影响。在不同激光强度下，找到了获得最大反应产额的推荐靶尺寸。本工作的显著特点是评估了产生最大反应产额（每焦耳激光脉冲能量10^8）的最佳激光强度，即10^{21} W/cm^2。我们的研究提出，基于激光电子源的光致嬗变作为嬗变反应实验研究的一种有前景的方法，在核废料管理方面具有潜在应用。
引用
@article{arxiv.1601.03369,
title = {Photo-transmutation of long-lived radionuclide Cs-135 by laser-plasma driven electron source},
author = {X. L. Wang and W. Luo and Z. C. Zhu and X. D. Wang and Y. M. Song},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.03369},
year = {2020}
}
备注
This manuscript includes 12 pages and 11 figures