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 ${}^{\mathbf{2}}$
- Авторы: Андреев С.Н.1,2, Матафонов А.П.3, Тараканов В.П.4, Беляев В.С.3, Кедров А.Ю.3, Крайнов В.П.1, Муханов С.А.5, Лобанов А.В.6
- 
							Учреждения: 
							- Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
- Московский педагогический государственный университет
- Центральный научно-исследовательский институт машиностроения
- Объединенный институт высоких температур РАН
- Московский политехнический университет
- Московский инженерно-физический институт (национальный исследовательский ядерный университет)
 
- Выпуск: Том 86, № 4 (2023)
- Страницы: 495-505
- Раздел: ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ И ПОЛЯ. Эксперимент
- Статья опубликована: 01.07.2023
- URL: https://cardiosomatics.ru/0044-0027/article/view/674700
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044002723040037
- EDN: https://elibrary.ru/EGHTUB
- ID: 674700
Цитировать
Полный текст
 Открытый доступ
		                                Открытый доступ Доступ предоставлен
						Доступ предоставлен Доступ платный или только для подписчиков
		                                							Доступ платный или 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
- Изотопы: свойства, получение, применение, под ред. В. Ю. Баранова (Наука, Москва, 1999), т. 2.
- А. Б. Кукушкин, В. И. Коган, Физика плазмы 5, 1264 (1979) [Sov. J. Plasma Phys. 5, 708 (1979)].
- 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).
- C. Labaune, C. Baccou, S. Depierreux, C. Goyon, G. Loisel, V. Yahia, and J. Rafelski, Nat. Commun. 4, 2506 (2013).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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)].
- 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)].
- 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).
- V. P. Tarakanov, EPJ Web Conf. 149, 04024 (2017).
- Y. Murakami, Y. Kitagawa, Y. Sentoku, et al., Phys. Plasmas 8, 4138 (2001).
- 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).
- A. Macchi, M. Borghesi, and M. Passoni, Rev. Mod. Phys. 85, 751 (2013).
Дополнительные файлы
 
				
			 
						 
						 
						 
					 
						 
									

 
  
  
  Отправить статью по E-mail
			Отправить статью по E-mail 

