光学激光产生等离子体中电子俘获核激发的 X 射线辅助
等离子体物理
2019-12-18 v2 核理论
摘要
本文从理论上研究了强光学激光产生的等离子体环境中,通过电子俘获(NEEC)进入内壳层原子空穴的 X 射线辅助核激发。所考虑的情形涉及强光学激光与固态核靶相互作用从而产生等离子体。此外,来自 X 射线自由电子激光(XFEL)的强 X 射线辐射在等离子体离子中产生内壳层空穴,NEEC 可发生于其中。作为案例研究,我们考虑从 2.4 MeV 长寿命 Mo 同核异构态出发的 -keV 跃迁,该跃迁可用于释放存储于该亚稳核态中的能量。我们发现,复合进入 内壳层空穴在驱动核跃迁中最为高效。即便在几百 eV 的等离子体温度下,内壳层空穴的产生也能提供 NEEC 的最优条件,而若处于热力学平衡的稳态等离子体条件则仅在几 keV 下才能达到。X 射线与光学激光的结合具有两个优势:第一,NEEC 速率可在光激发速率仍较低时的等离子体温度下达到最大。第二,借助 mJ 级光学激光与 kHz 的 XFEL 重复频率,NEEC 激发数可达每秒约 个耗尽同核异构体,并与近期设想的拍瓦级激光方案具有竞争力。
引用
@article{arxiv.1910.05326,
title = {X-ray assisted nuclear excitation by electron capture in optical laser-generated plasmas},
author = {Yuanbin Wu and Christoph H. Keitel and Adriana Pálffy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.05326},
year = {2019}
}
备注
9 pages, 4 figures; minor modifications made; accepted for publication in Physical Review A