Jaroslav ŠvecOndra Horský
Garant projektu Míra Krůs
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme
do vaší budoucnosti
Energie ~ 3 MeV Rychost už kolem 0,99 c
Energie 150 Gev Rychlost se ale zvětší relatině nepatrně na 0,999…9
c
V podstatě jde tedy spíše o zvětšování energie částic, než jejich urychlování!
Dvě cesty vývoje
Dvě cesty vývoje
Elektronů – náš cíl(energie dodaná během mnohem kratší
doby)
Iontů – většina naší práce
Postupující impuls odděluje elektrony od iontů a vytváří za sebou postupující elektrické pole
Elektrony jsou urychlovány potenciálem v plazmatu za laserem
Krátkého laserového pulsu (<1 picosekunda)
Délka pulzu odpovídá hustotě plazmatu Rychlost vlny menší než rychlost světla -
elektrony (pohybující se rychlostí světla) utečou z příznivé urychlovací fáze a začnou se zpomalovat - omezená urychlovací délka
Řadou pulzů se docílí rezonančního růstu vln, (účinky jednotlivých pulzů se sečtou)
Ve fázi návrhů
Výhoda: není nutný výkonný laser Nevýhoda: nutnost vysoké přesnosti
( načasování na femtosekundy, optická dráha přesná na mikrometry)
Navrhovaná dříve (LWFA – krátkovlnné lasery s vysokou intenzitou, pulzy nebyly dostupné.)
Dva dlouhé laserové svazky s mírně odlišnou frekvencí kdy ω1 – ω2 = ωp, kde ωp
je frekvence plazmatu.
Pulzy interferují a rezonančně budí vlny
Pro danou délku pulzu, hustota plazmatu je větší než pro LWFA vyšší urychlovací pole
Interakce pulzu s plazmatem způsobí, že dlouhý pulz je rozdělen na řadu krátkých
Více nestabilní než LWFA
Analogické LWFA, místo laserového pulzu je použit intenzivní elektronový svazek
Výhoda: (oproti LWFA) vlna se pohybuje rychlostí světla - není omezena interakční délka
Omezení: energie se maximálně zdvojnásobí
Svazek musí být homogenní v celém průřezu Jedná se o prostorovou filtraci (odstraní halo
způsobené rozptylem na vzduchu)
http://www.pals.cas.cz/pals/pac225ma.htm
Zvětšují průměr laserového svazku tak, aby odpovídal průměru vstupní apartury následujícího zesilovače.
http://www.pals.cas.cz/pals/pac225ma.htm
Udržují valenční elektrony plynu v zesilovačích v ionizovaném stavu pomocí UV záření. Při průletu laserového záření dochází k navrácení excitovaných elektronů na svou původní energetickou hladinu a vyzáření fotonu ve stejné fázi.
1) Thomsonův rozptyl
2) Interferometrie
3) Holografie
4) Stínografie
Diagnostika laseru
Určení teploty Te a elektronové hustoty plazmatu ne
Příčný profil hustoty plazmatu
Zpracování celého obrazu – fázový posun jako funkci jak radiální tak axiální polohy
Zobrazení brázdové struktury
Užití: zobrazení bublinové struktury
Referenční pulz před pumpovacím pulzem
Sondovací pulz za pumpovacím pulzem
Modifikovaná holografie Zobrazení amplitudy místo fáze
Odvozuje laserem indukovanou strukturu plazmatu ze změn v amplitudě sondovacího pulzu
Sondovací pulz se v čase překrývá s pumpovacím pulzem a
Při urychlováni iontů nechceme, aby nám v plazmatu vnikaly vlny, jako tomu je u elektronu!
Laserem urychlené protonové svazky jsou koncentrované, ultrakrátké, ultraintezivní
Protonová terapie
Protonové zobrazování
Iontové zažehnutí fúzních terčů
RPA (Radiation Pressure Acceleration)
TNSA (Target Normal Sheat Acceleration )
Dvě cesty vývoje
Zatím pouze teoretická metoda
Urychlí se celá fólie – dojde k protržení
Výhoda – urychlení pouze směrem šíření pulzu
Urychlení v obou směrech
• Parabolické zrcadlo
• Urychlovaný terč ( Al fólie)
• Schématické rozmístění čidel
• 4 Faraday Cup ke snímání energie urychlených částic
• Rozklad signálu podle frekvence
• Ostré oříznutí a pozvolné potlačování nežádoucích frekvencí
• Úpravy v matlabu (oříznutí os)
• Využití vysokých frekvencí (šumu)
• Interfernce, druh šumu
• Využití nízkých frekvencí (nosné vlny)
• Průběh měření