Greifswald 2009 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 18: Poster: Theorie/Modellierung

P 18.5: Poster

Mittwoch, 1. April 2009, 17:30–19:30, Foyer des IfP

Simulationen für die Entwicklung einer laserinduzierten, gepulsten Neutronenquelle — •Jörg Schütrumpf, Marc Günther und Markus Roth — Technische Universität Darmstadt, Darmstadt, Deutschland

In der Arbeitsgruppe Laser- und Plasmaphysik der Technischen Universität Darmstadt werden Untersuchungen zur Entwicklung einer laserinduzierten, gepulsten Neutronenquelle durchgeführt. Experimentell zugänglich sind bereits laserbeschleunigte Protonen über den Mechanismus der Target Normal Sheath Acceleration (TNSA). Damit ist es heutzutage möglich, 10¹³ Protonen auf eine Energie von über 60 MeV zu beschleunigen bei einer Pulslänge unter 1 ps. Mit einem solchen Teilchenstrahl kann auf diese Weise über ein Konvertertarget mit (p,xn) Reaktionen eine laserinduzierte Neutronenquelle aufgebaut werden.

Mit einer Monte-Carlo Simulation in GEANT4 wurden Rechnungen für die pn-Reaktionen angefertigt, die den Parameterraum für eine solche Neutronenquelle untersuchen sollen. Die Ergebnisse dieser Simulationen werden in diesem Beitrag vorgestellt. Zugrunde gelegt wurde hierbei ein Terawatt-Lasersystem mit einer Energie von E_laser = 40 J und einer Pulslänge von unter 1 ps, welches Protonen bis 25 MeV beschleunigen kann. Es wurden Rechnungen für verschiedene Zusammensetzungen des Konvertertargets durchgeführt, um die Effizienz zu optimieren. In einem Vanadiumtarget können so bis 7*10⁹ Neutronen mit einem einzigen Laserpuls erzeugt werden. Diese besitzen eine klare Vorzugsrichtung in Richtung des Protonenstrahls.