一种由激光照射连续氢团簇靶产生的多赫兹、千电子伏特脉冲质子源

摘要： 本文介绍了一种基于连续运行的低温氢团簇靶的高重复频率激光驱动质子源。我们展示了在5赫兹运行条件下，基于库仑爆炸的、无碎片加速机制可在数十千电子伏特能量范围内实现约10%的稳定性。这种产生短脉冲质子束团的加速机制，是材料科学等多种应用的理想方案，也可作为传统加速器的注入源。此外，通过调节激光和/或团簇参数可实现质子能量的调控。三维数值粒子模拟与解析模型不仅验证了实验结果，更揭示出通过简单改进靶材即可实现质子能量进一步提升的巨大潜力。