激光等离子体加速器产生的高电荷电子束诱导长寿命核废料嬗变的前景

X. L. Wang; Z. Y. Xu; W. Luo; H. Y. Lu; Z. C. Zhu; X. Q. Yan

doi:10.1063/1.4998470

激光等离子体加速器产生的高电荷电子束诱导长寿命核废料嬗变的前景

等离子体物理 2020-07-07 v1

作者: X. L. Wang , Z. Y. Xu , W. Luo , H. Y. Lu , Z. C. Zhu , X. Q. Yan

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摘要

本文展示了由激光等离子体加速器产生的高电荷相对论电子束 (e-beam) 诱导长寿命核废料发生光嬗变的过程。通过高强度激光与近临界密度 (NCD) 等离子体相互作用，产生了电荷量约为 100 nC 的准直相对论电子束。该电子束轰击高 Z 转换靶，随后辐射出通量接近每激光脉冲 $10^{11}$ 个的高能轫致辐射光子。以长寿命放射性核素 $^{126}$ Sn 为例， resulting 的嬗变反应产额达到每激光脉冲 $10^9$ 量级，比先前研究获得的结果高出两个数量级。研究发现，在较低密度下，紧密聚焦的激光照射相对较长的 NCD 等离子体可有效提高嬗变效率。此外，通过考虑混合核素废料样品，将光嬗变过程推广化，这表明激光加速的高电荷电子束可能是嬗变长寿命核废料的有效工具。

关键词

核废料嬗变激光等离子体加速器相对论电子束轫致辐射光子光嬗变近临界密度等离子体长寿命放射性核素

引用

@article{arxiv.1705.05770,
  title  = {Transmutation prospect of long-lived nuclear waste induced by high-charge electron beam from laser plasma accelerator},
  author = {X. L. Wang and Z. Y. Xu and W. Luo and H. Y. Lu and Z. C. Zhu and X. Q. Yan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1705.05770},
  year   = {2020}
}

备注

13 pages, 8 figures, it has been submitted to Physics of Plasma

激光等离子体加速器产生的高电荷电子束诱导长寿命核废料嬗变的前景

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