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