ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ УСКОРЕНИЯ БЫСТРЫХ ПРОТОНОВ И ИНИЦИИРОВАНИЯ ЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЙ ${}^{\mathbf{11}}\mathbf{B}\boldsymbol{(p,3\boldsymbol{\alpha})}$ И ${}^{\mathbf{11}}\mathbf{B}\boldsymbol{(p,n)}^{\mathbf{11}}\mathbf{C}$ ПРИ ИНТЕНСИВНОСТЯХ ПИКОСЕКУНДНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ДИАПАЗОНЕ $\boldsymbol{10^{18}{-}10^{19}}$ Вт/см ${}^{\mathbf{2}}$

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты численного моделирования ускорения пучка протонов при сверхинтенсивном пикосекундном лазерном воздействии на алюминиевую мишень, дающие хорошее совпадение основных параметров пучка с экспериментальными данными в широком диапазоне интенсивностей падающего излучения от $I=10^{18}$ Вт/см ${}^{2}$ до $I=10^{19}$ Вт/см ${}^{2}$ при постоянной длительности лазерного импульса. Полученные параметры пучков протонов далее были использованы для расчета полного выхода $\alpha$ -частиц и нейтронов в результате протекания ядерных реакций ${}^{11}$ B( $p,3\alpha$ ) и ${}^{11}$ B( $p,n$ ) ${}^{11}$ C при воздействии пучков протонов на борсодержащие мишени. Показано, что количество $\alpha$ -частиц, покидающих мишень из бора и способных достичь трековых детекторов, составляет не более 5 $\%$ от полного выхода $\alpha$ -частиц, поскольку бóльшая их часть задерживается в толще мишени из-за ионизационных потерь. При этом сравнение полученных расчетных значений выхода $\alpha$ -частиц, попадающих на детекторы, с экспериментальными данными показывает их достаточно хорошее соответствие. Рассчитан полный выход нейтронов в реакции ${}^{11}$ B( $p,n$ ) ${}^{11}$ C и показано, что при интенсивности $I=10^{19}$ Вт/см ${}^{2}$ пикосекундного лазерного импульса он достигает величины $N_{n}=1.4\times 10^{8}$ , что составляет около 3 $\%$ от полного выхода $\alpha$ -частиц.

Об авторах

С. Н. Андреев

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет); Московский педагогический государственный университет

Email: vpkrainov@mail.ru
Россия, Долгопрудный; Россия, Москва

А. П. Матафонов

Центральный научно-исследовательский институт машиностроения

Email: vpkrainov@mail.ru
Россия, Королев

В. П. Тараканов

Объединенный институт высоких температур РАН

Email: vpkrainov@mail.ru
Россия, Москва

В. С. Беляев

Центральный научно-исследовательский институт машиностроения

Email: vpkrainov@mail.ru
Россия, Королев

А. Ю. Кедров

Центральный научно-исследовательский институт машиностроения

Email: vpkrainov@mail.ru
Россия, Королев

В. П. Крайнов

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: vpkrainov@mail.ru
Россия, Долгопрудный

С. А. Муханов

Московский политехнический университет

Email: vpkrainov@mail.ru
Россия, Москва

А. В. Лобанов

Московский инженерно-физический институт (национальный исследовательский ядерный университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: vpkrainov@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Изотопы: свойства, получение, применение, под ред. В. Ю. Баранова (Наука, Москва, 1999), т. 2.
  2. А. Б. Кукушкин, В. И. Коган, Физика плазмы 5, 1264 (1979) [Sov. J. Plasma Phys. 5, 708 (1979)].
  3. V. S. Belyaev, A. P. Matafonov, V. I. Vinogradov, V. P. Krainov, V. S. Lisitsa, A. S. Roussetski, G. N. Ignatyev, and V. P. Andrianov, Phys. Rev. E 72, 026406 (2005).
  4. C. Labaune, C. Baccou, S. Depierreux, C. Goyon, G. Loisel, V. Yahia, and J. Rafelski, Nat. Commun. 4, 2506 (2013).
  5. A. Picciotto, D. Margarone, A. Velyhan, P. Bellutti, J. Krasa, A. Szydlowsky, G. Bertuccio, Y. Shi, A. Mangione, J. Prokupek, A. Malinowska, E. Krousky, J. Ullschmied, L. Laska, M. Kucharik, and G. Korn, Phys. Rev. X 4, 031030 (2014).
  6. L. Giuffrida, F. Belloni, D. Margarone, G. Petringa, G. Milluzzo, V. Scuderi, A. Velyhan, M. Rosinski, A. Picciotto, M. Kucharik, J. Dostal, R. Dudzak, J. Krasa, V. Istokskaia, R. Catalano, S. Tudisco, et al., Phys. Rev. E 101, 013204 (2020).
  7. D. Margarone, A. Morace, J. Bonvalet, Y. Abe, V. Kantarelou, D. Raffestin, L. Giuffrida, P. Nicolai, M. Tosca, A. Picciotto, G. Petringa, G. A. P. Cirrone, Y. Fukuda, Y. Kuramitsu, H. Habara, Y. Arikawa, et al., Front. Phys. 8, 343 (2020).
  8. C. Baccou, S. Depierreux, V. Yahia, C. Neuville, C. Goyon, R. De Angelis, F. Consoli, J. E. Ducret, G. Boutoux, J. Rafelski, and C. Labaune, Laser Part. Beams 33, 117 (2015).
  9. В. С. Беляев, А. П. Матафонов, В. П. Крайнов, А. Ю. Кедров, Б. В. Загреев, А. С. Русецкий, Н. Г. Борисенко, А. И. Громов, А. В. Лобанов, В. С. Лисица, ЯФ 83, 370 (2020) [Phys. At. Nucl. 83, 641 (2020)].
  10. В. С. Беляев, А. П. Матафонов, С. Н. Андреев, В. П. Тараканов, В. П. Крайнов, В. С. Лисица, А. Ю. Кедров, Б. В. Загреев, А. С. Русецкий, Н. Г. Борисенко, А. И. Громов, А. В. Лобанов, ЯФ 85, 34 (2022) [Phys. At. Nucl. 85, 31 (2022)].
  11. С. Н. Андреев, В. С. Беляев, А. П. Матафонов, В. П. Тараканов, Б. В. Загреев, В. П. Крайнов, С. А. Муханов, А. В. Лобанов, ЖЭТФ 162, 34 (2022).
  12. V. P. Tarakanov, EPJ Web Conf. 149, 04024 (2017).
  13. Y. Murakami, Y. Kitagawa, Y. Sentoku, et al., Phys. Plasmas 8, 4138 (2001).
  14. T. E. Cowan, J. Fuchs, H. Ruhl, A. Kemp, P. Audebert, M. Roth, R. Stephens, I. Barton, A. Blazevic, E. Brambrink, J. Cobble, J. Fernández, J.-C. Gauthier, M. Geissel, M. Hegelich, J. Kaae, et al., Phys. Rev. Lett. 92, 204801 (2004).
  15. A. Macchi, M. Borghesi, and M. Passoni, Rev. Mod. Phys. 85, 751 (2013).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».