Numerical study of neutron beam divergence in a beam-fusion scenario employing laser driven ions
Numerical study of neutron beam divergence in a beam-fusion scenario employing laser driven ions
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使用激光驱动离子的束聚变场景中中子束发散的数值研究
DOI：
10.1016/j.nima.2016.05.057
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发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Alejo A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Alejo A
创建基于激光的中子源的最成熟的途径是在聚变反应中使用激光加速的低原子序数离子。除了射弹离子在中等能量下的高反应截面之外，中子发射的各向异性是束聚变反应的另一个重要特征。使用基于投捕器场景中中子生成的简单数值模型，研究了氘-氘聚变反应的中子发射各向异性。仿真结果与最近在一项实验中使用的窄发散（半高全宽约 70°）中子束一致，该实验采用窄发散（高达 30° FWHM，取决于离子能量）的多 MeV 氘核束，通过目标法向鞘加速机制，由来自薄氘化塑料箔的亚拍瓦激光脉冲加速。通过改变输入离子束参数，模拟表明，通过增加射弹离子束温度和截止能量，可以进一步改善中子束方向性（即减少束发散度），正如在即将推出的设施中采用更高功率激光器的相互作用所预期的那样。
The most established route to create a laser-based neutron source is by employing laser accelerated, low atomic-number ions in fusion reactions. In addition to the high reaction cross-sections at moderate energies of the projectile ions, the anisotropy in neutron emission is another important feature of beam-fusion reactions. Using a simple numerical model based on neutron generation in a pitcher–catcher scenario, anisotropy in neutron emission was studied for the deuterium–deuterium fusion reaction. Simulation results are consistent with the narrow-divergence (∼ 70° full width at half maximum) neutron beam recently served in an experiment employing multi-MeV deuteron beams of narrow divergence (up to 30° FWHM, depending on the ion energy) accelerated by a sub-petawatt laser pulse from thin deuterated plastic foils via the Target Normal Sheath Acceleration mechanism. By varying the input ion beam parameters, simulations show that a further improvement in the neutron beam directionality (ie reduction in the beam divergence) can be obtained by increasing the projectile ion beam temperature and cut-off energy, as expected from interactions employing higher power lasers at upcoming facilities.
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通讯作者：
J. C. Larkin
激光驱动中子源的最新进展
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10.1393/ncc/i2015-15188-8
发表时间：
2016
期刊：
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影响因子：
--
作者：
A. Alejo;H. Ahmed;A. Green;S. R. Mirfayzi;M. Borghesi;S. Kar
通讯作者：
S. Kar
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R. Gähler
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Willi, O