Frankfurt 2006 – wissenschaftliches Programm
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Q: Quantenoptik und Photonik
Q 43: Anwendung ultrakurzer Lichtimpulse und Attosekundphysik
Q 43.4: Vortrag
Mittwoch, 15. März 2006, 11:55–12:10, HIV
Quasi-monoenergetische Protonenstrahlen mit Laser-Plasma-Beschleunigern — •O. Jäckel1, H. Schwoerer1, S. Pfotenhauer1, K.-U. Amthor1, B. Liesfeld1, W. Ziegler1, R. Sauerbrey1, K. Ledingham1,2 und T. Esirkepov3 — 1Institut für Optik und Quantenelektronik, Friedrich-Schiller-Universität Jena — 2Department ofPhysics, University of Strahclyde Glasgow — 3KansaiResearch Establishment, JAERI, Kyoto
Mit modernen Hochintensitätslasern sind Teilchenbeschleuniger realisierbar. Positioniert man eine dünne Metallfolie direkt im Fokus des Lasers, werden Elektronen durch das Target beschleunigt und bauen an der Rückseite ein quasi-statisches elektrisches Feld auf, welches wiederum die dort vorhandenen Ionen beschleunigt. Dieser Prozess – als TNSA bezeichnet – resultiert in exponentiellen Ionenspektren.
Die Produktion quasi-monoenergetischer Protonenspektren mit Hilfe von Laser-Plasma-Beschleunigern konnte nun erstmals experimentell gezeigt werden. Die Targets werden auf ihrer Rückseite mit kleinen Punkten protonenreichen Materials versehen. Positioniert man diese Dots genau gegenüber des Laserfokus – eine fluoreszensoptische Beobachtung gewährleistet diese Justage – wird der TNSA-Mechanismus so manipuliert, dass alle Protonen im selben elektrischen Feld beschleunigt werden. Auf diese Weise erhält man quasi-monoenergetische Protonenspektren einer Energie von 1,2 MeV bei einer relativen Breite von 25 %.
Skalierungsrechnungen und Simulationen zeigen, dass schon mit der nächsten Generation von table-top Lasern interessante Anwendungen wie zum Beispiel Protonenstrahltherapie in der Onkologie möglich wird.