矫金龙 贺书凯 邓志刚 卢峰 张镱 杨雷 张发强 董克攻 王少义 张博 滕建 洪伟 谷渝秋2)3)†

1)(中国工程物理研究院激光聚变研究中心,等离子体物理重点实验室,绵阳621900)2)(上海交通大学,聚变科学与应用协同创新中心,上海200240)3)(北京大学,应用物理与技术中心,北京100871)

超强激光与固体气体复合靶作用产生高能氦离子∗

矫金龙1)贺书凯1)邓志刚1)卢峰1)张镱1)杨雷1)张发强1)董克攻1)王少义1)张博1)滕建1)洪伟1)谷渝秋1)2)3)†

1)(中国工程物理研究院激光聚变研究中心,等离子体物理重点实验室,绵阳621900)2)(上海交通大学,聚变科学与应用协同创新中心,上海200240)3)(北京大学,应用物理与技术中心,北京100871)

(2016年11月30日收到;2017年1月22日收到修改稿)

激光氦离子源产生的MeV能量的氦离子因有望用于聚变反应堆材料辐照损伤的模拟研究而得到关注.目前激光驱动氦离子源的主要方案是采用相对论激光与氦气射流作用加速高能氦离子,但这种方案在实验上难以产生具有前向性和准单能性、数MeV能量、高产额的氦离子束,而这些氦离子束特性是材料辐照损伤研究中十分关注的.不同于上述激光氦离子产生方法,我们提出了一种利用超强激光与固体-气体复合靶作用产生氦离子的新方法.利用这种方法,在实验上,采用功率密度5×1018W/cm2的皮秒脉宽的激光脉冲与铜-氦气复合靶作用,产生了前向发射的2.7 MeV的准单能氦离子束,能量超过0.5 MeV的氦离子产额约为1013/sr.二维粒子模拟显示,氦离子在靶背鞘场加速和类无碰撞……