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P: Plasmaphysik

P 9: Theorie/Dichte Plasmen IV

P 9.1: Fachvortrag

Mittwoch, 5. April 2000, 09:00–09:30, HS III

Intensive Ionenstrahlen aus Petawatt-Laserplasmen — •M. Roth¹, T. Cowan², C. Brown², M. Christl³, W. Fountain³, S. Hatchett², J. Johnson³, M. Key², D. Pennington², M. Perry², T. Phillips², G. Sangster², M. Singh², R. Snavely², M. Stoyer², S. Wilks² und K. Yasuike⁴ — ¹Gesellschaft für Schwerionenforschung, Darmstadt — ²Lawrence Livermore National Laboratory, USA — ³Marshall Space Flight Center, USA — ⁴Institute of Laser Engeneering-Osaka, Japan

Durch den Einsatz von Lasern mit Leistungen größer als 1000 TW werden Intensitäten bis zu 6 × 10²⁰ W/cm² erreicht. Dies eröffnet den experimentellen Zugang zu relativistischen Laserplasmen, in denen die Oszillationsenergie der Elektronen mehrere MeV überschreitet. Jüngste Experimente zeigen einen intensiven, kollimierten Strahl hochenergetischer Protonen, emittiert senkrecht zur Targetrückseite. Bis zu 10¹³ Protonen werden in weniger als 10 ps emittiert, was Strömen im MA Bereich entspricht. Die Konversion der Laser- in Protonenstrahl Energie beträgt ca. 7%. Die Teilchenenergien sind über ein breites Spektrum verteilt, mit Maximalenergien bis zu 55 MeV. Theoretische Überlegungen, sowie PIC-Simulationen weisen auf die Möglichkeit der Fokussierung der Protonenstrahlen hin. Mit ihrer kurzen Pulsdauer, hohen Teilchenzahlen, gerichteter und kollimierter Ausbreitung, sowie hoher Teilchenergie sind die erzeugten Strahlen vielversprechende Kandidaten für eine Reihe von Anwendungen, z. B. im Bereich der Ionenquellen, oder der Zündung komprimierter Fusionstargets innerhalb der Trägheitsfusion.