激光加速获得准单能质子的理论和实验研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    10935002
  • 项目类别：
    重点项目
  • 资助金额：
    210.0万
  • 负责人：
    陈佳洱
  • 依托单位：
    北京大学
  • 学科分类：
    A2801.加速器物理
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2013-12-31

项目摘要

传统射频加速器由于存在电场击穿，加速梯度要低于100MV/m，所以随着能量的增加加速器的长度和体积变得越来越庞大。超短超强激光与等离子体相互作用产生的加速电场梯度可以达到100 GV/m以上（比射频加速器高3个数量级以上），表明采用激光加速离子有可能显著地减小加速器的体积和降低建造成本。现有激光加速机制（如鞘层加速机制）中激光对离子的有效加速长度很短（微米量级），得到的离子能量较低。且由于没有纵向聚束，束流能散较大。本项目将致力于寻找新的激光加速机制，以提高激光等离子体加速器中离子的有效加速长度和降低束流的能散，并分别从理论和实验上进一步探索激光驱动产生准单能质子的可行性。

结项摘要

本项目围绕强激光驱动离子加速，开展了相关的理论、数值模拟和实验研究。我们对超强相对论激光与临界密度等离子体作用的物理机制进行了深入的理论研究。发现激光穿过临界密度等离子体时，由于相对论自聚焦和相对论相位自调制效应，其光强大幅度提高，脉冲上升沿缩短和脉冲对比度改善。同时，在临界密度等离子体中，在激光电场和百兆高斯准静态磁场作用下，会发生自匹配共振电子加速机制。这种高密度和高品质的电子束，在穿过固体薄膜靶之后将显著增强鞘层电场强度，对于光压稳相加速和鞘层加速都具有重要意义。通过理论和实验研究，我们建立了超强高斯脉冲激光与近临界密度等离子体相互作用过程的清晰物理模型，并验证了其对于离子加速的效率的增强效应。. 在质子加速新机制的理论研究方面， 我们提出了利用双抛物面靶体来抑制横向不稳定性的方法，克服了光压加速过程中靶体变形和破裂的问题；将电离程序植入粒子模拟程序中，研究了电离物理在光压加速机制下对重离子加速的影响，为获得高品质重金属离子提供了可能性。.在实验研究方面，我们通过国际合作，完成了离子加速的实验目标；同时初步搭建了北京大学等离子体透镜测试平台，探索实现可控控制等离子体标尺长度的方法；进一步掌握了自支撑纳米靶体的研制方法，完善制备工艺，目前已经成功研制出自支撑纳米靶体；上海交通大学完成相应的真空箱体系统安装和调试，为后续实验的进一步开展奠定了基础。

项目成果

期刊论文数量（13）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Efficient proton beam generation from a foam-carbon foil target using an intense circularly polarized laser
使用强圆偏振激光从泡沫碳箔靶材高效生成质子束
  • DOI：
    10.1063/1.4747158
  • 发表时间：
    2012-08
  • 期刊：
    Physics of Plasmas
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Lingyuan Gao, Hongyong Wang, Chen Lin, Yubin Zou,
  • 通讯作者：
    Lingyuan Gao, Hongyong Wang, Chen Lin, Yubin Zou,
Frequency tunable x ray source via Thomson backscattering on flying mirror from laser foil interaction
通过激光箔相互作用在飞镜上进行汤姆逊反向散射的频率可调 X 射线源
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Applied Physics Letters
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Meng Wen, Luling Jin, Yuanrong Lu, Jiaer Chen,
  • 通讯作者：
    Meng Wen, Luling Jin, Yuanrong Lu, Jiaer Chen,
Ultra-intense laser pulse propagation in plasmas: from classic hole-boring to incomplete hole-boring with relativistic transparency
等离子体中的超强激光脉冲传播：从经典的钻孔到具有相对论透明度的不完全钻孔
  • DOI：
    10.1088/1367-2630/14/6/063026
  • 发表时间：
    2012-06
  • 期刊：
    New J. Phys
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ultra-intense laser pulse propagation in plasmas:
  • 通讯作者：
    Ultra-intense laser pulse propagation in plasmas:
实时离子探测器——塑料闪烁体性能的实验研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子：
    1
  • 作者：
    张杰;李红伟;刘峰;刘必成;杜飞;张璐;苏鲁宁;李英骏;李玉同
  • 通讯作者：
    李玉同
Energy spread inhibition of compact electron bunch driven by circularly polarized laser pulse
圆偏振激光脉冲驱动紧凑电子束的能量扩散抑制
  • DOI：
    10.1063/1.4748572
  • 发表时间：
    2012-08
  • 期刊：
    Physics of Plasmas
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Meng Wen, Haicheng Wu, Luling Jin, Yuanrong Lu, Ji
  • 通讯作者：
    Meng Wen, Haicheng Wu, Luling Jin, Yuanrong Lu, Ji

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其他文献

束团压缩用踢波器的模型腔
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  • 发表时间：
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  • 作者：
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  • DOI：
    --
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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
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  • 影响因子：
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    彭士香;武文斌;任海涛;张景丰;徐源;张艾霖;张滔;马腾昊;蒋耀湘;孙江;温佳美;郭之虞;陈佳洱
  • 通讯作者：
    陈佳洱
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  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    陈佳洱
两种半乳糖醇氯化钆配合物的制备与表征
  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 作者：
    于雷;吴瑾光;陈佳洱;YU Lei;HUA Xiao-Hui;ZHAI Yan-Jun;YANG Li-Min;ZHAO Guo-Zhong;MENG Tian-Hua;WENG Shi-Fu;XU Yi-Zhuang;华小辉;LIU Ke-Xin;WU Jin-Guang;CHEN Jia-Er;翟延君;杨丽敏;赵国忠;孟田华;翁诗甫;徐怡庄;刘克新
  • 通讯作者：
    刘克新

其他文献

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陈佳洱的其他基金

激光加速获得准单能质子束的探索研究
  • 批准号：
    10855001
  • 批准年份：
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    2004
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    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号：
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  • 批准年份：
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  • 财政年份：
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  • 项目类别：
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知道了

AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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