НАГРЕВ И ДИАГНОСТИКА ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ МИШЕНЕЙ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧНЫМИ ПУЧКАМИ ТЯЖЕЛЫХ ИОНОВ

Д.В. Варенцов¹, А.В. Козырева¹, У. Нойнер², Н. Тахир¹, У.Н. Функ¹, Д.Х.Х. Хоффманн^1,2, П. Шпиллер², И. Якоби²

¹Технический университет г. Дармштадт, Германия

²GSI, г. Дармштадт, Германия
В экспериментах, проводимых в Лаборатории физики плазмы научного центра GSI (г. Дармштадт, Германия), исследуются процессы взаимодействия интенсивных пучков ускоренных тяжелых ионов с твердотельными мишенями. Высокая плотность энергии, вкладываемая интенсивными ионными пучками в объеме изначально твердой мишени, приводит к созданию макроскопического объема плотной неидеальной плазмы. Целью данных исследований является изучение фундаментальных физических процессов в рамках развития идеи Инерциального термоядерного синтеза (ИТС) на пучках тяжелых ионов.

Недавние эксперименты, проведенные на установке HHT тяжелоионного синхротрона SIS-18 показали, что измерение временной зависимости потерь энергии ионного пучка в процессе взаимодействия с мишенью является уникальным средством для диагностики плотной плазмы. В проведенных экспериментах изучались процессы взаимодействия интенсивных пучков ускоренных ионов ²³⁸U, ⁸⁶Kr, ⁴⁰Ar и др. (интенсивность 10⁹-10¹¹ ионов в импульсе, энергия ионов 200-350 МэВ/нуклон) с криогенными кристалами инертных газов.

Для регистрации потери энергии ионов, проходящих через мишень, был разработан и испытан немагнитный спектрометр нового типа. Принцип работы данного спектрометра основан на использовании эффектов торможения ионов в толстом слое быстрого сцинтиллятора на жидкой или пластиковой основе. Кривая Брегга полного торможения ионов в объеме сцинтиллятора регистрируется в каждый момент времени при помощи скоростной стрик-камеры, и энергия проходящих через мишень ионов определяется путем анализа изменения формы кривой.

С целью интерпретации результатов измерений, а также для проверки рассчетных программ, был проведен ряд численных экспериментов по моделированию процессов взаимодействия интенсивных пучков ускоренных тяжелых ионов с твердотельными мишенями, приводящими к созданию плотной плазмы за счет разогрева вещества мишени ионным пучком. Результаты моделирования хорошо согласуются с экспериментальными данными.

e-mail :

Д.В. Варенцов - [email protected]

А.В. Козырева - [email protected]

У. Нойнер - [email protected]

Н. Тахир - [email protected]

У.Н. Функ - [email protected]

Д.Х.Х. Хоффманн - [email protected]

П. Шпиллер - [email protected]

И. Якоби - [email protected]