Tue, 30 Jun 2026 RO   EN        Lista de proiecte » A Scheme for Polyvalent Acceleration with the Peeler Regime Concept A Scheme for Polyvalent Acceleration with the Peeler Regime Concept www.nipne.ro/proiecte/pn4/30-proiecte.html Acronim: SPARC Autoritatea contractanta: IFA Numar / Data contract: / 2024-07-01 Program: 5.9/5.9.1/ELI-RO Director proiect: Dr. Paolo Tomassini Parteneri: IMT Bucuresti Data incepere / finalizare proiect: 2024-07-01 / 2027-03-01 Valoarea proiectului: 3985083 RON Rezumat: O noua schema flexibila pentru accelerarea electronilor si ionilor, acceleratia "peeler" (adica o configuratie in care iradierea tinta este pe marginea sa ascutita, nu de-a lungul normalei la tinta ca de obicei) a fost verificata prin simulari 3D PIC, aratand ca este capabila de depasirea constrangerilor atat a omogenitatii pulsului, cat si a limitarilor ultra-inalte ale raportului de contrast prepuls intrinsece in schema RPA, generand fascicule de protoni cvasimonocromatice cu energii care depasesc energia de taiere pentru configuratia RPA. Campania extinsa de simulare pe care am realizat-o in cadrul unui doctorat. proiectul de teza, confirma predictiile lui Shen et al [Phys. Rev. X 11, 041002] si extinde rezultatele la accelerarea ionilor de carbon. Folosind simulari 2D si 3D, am demonstrat ca un impuls laser 1PW poate fi utilizat pentru a genera ioni C6+ cvasimonocromatice cu energie centrala de 60-80 MeV/nucleon, cu un fascicul de aproximativ 109 ioni intr-o latime de banda de 10%. Acest fascicul este de interes deosebit pentru terapia cu hadron cu ioni grei, deoarece energia de varf [nu energia de taiere] este suficienta pentru a trata tumorile cu adancimea de aproximativ 8 mm. Mai mult decat atat, o configuratie experimentala similara in care forma tintei este modificata intr-un "T" prin adaugarea unei structuri de oglinda cu plasma la capatul suprafetei plane de accelerare, poate fi acum optimizata pentru generarea de fotoni de inalta energie prin Nonlinear Inverse Compton. Simularile in geometrii 2D si 3D au dezvaluit ca aproximativ 2x1010(2x109) fotoni/fotoni cu energie peste 2(10) MeV pot fi generati cu un impuls de 1PW si o oglinda cu plasma inclinata pentru a evita reflexiile din spate. in mod remarcabil, utilizarea impulsurilor de 10 PW in loc de 1 PW, a sporit fluxul de fotoni cu doua ordine de marime. in cele din urma, datorita fasciculului gamma cu flux mare, generarea de fascicule rapide de neutroni poate fi obtinuta prin adaugarea unui convertor de tip Z inalt dupa tinta in forma de "T", imbunatatind astfel neutronul standard cu flux mare (>1x108 n/shot). generarea foto obtinuta prin utilizarea electronilor accelerati si a fotonilor generati de bremsstrahlung ulterior. in mod remarcabil, datorita colimarii mai mari a sursei directe de fotoni NICS in comparatie cu cea a sursei bremsstrahlung, fasciculul de neutroni creat de fotonii NICS este de asteptat sa aiba o dimensiune mai mica (aria S<5 mm2) in raport cu gama-n standard. surse, imbunatatind astfel calitatea sursei de neutroni pentru imagistica. Teoria si simularile dedicate sursei de carbon, sursei gamma si, ulterior, dezvoltarii sursei de neutroni, vor fi utilizate pentru a optimiza punctele de lucru performante, dar accesibile, selectate in experimente cu 1PW (cel putin o campanie) si eventual >4PW la ELI. -NP sau in strainatate, cu echipa experimentala formata din cercetatori/studenti de la ELI-NP. tintele pentru decojitorul standard si cele cu forma de T (adica incluzand o oglinda cu plasma in structura lor) vor fi fabricate de TargetLab (ELI-NP) si IMT-Bucuresti. Obiective: O1: Procesul de optimizare a geometriei de interactiune, a parametrilor laserului si tintei si al realizarii experimentale a fasciculelor de ioni de carbon obtinute printr-un impuls laser de clasa PW in configuratia de tip peeler. Intrucat simularile sugereaza ca fasciculele C6+ cu banda limitata si energie centrala de aproximativ 80 MeV/nucleon pot fi obtinute cu fascicule 1PW strans focalizate (cum sunt cele disponibile la ELI-NP), o caracterizare detaliata a sarcinii accelerate a fasciculului si a divergentei unghiulare este, de asemenea, de importanta primordiala pentru a intelege daca aceste fascicule pot fi candidati valizi ca surse de terapie a cancerului cu ioni grei. O2: Studiul robustetii schemei peeler impotriva impulsurilor laser cu contrast scazut. Acesta este un punct de importanta capitala, deoarece schema alternativa la intensitati de 5x1021 W/cm2 si o durata de aproximativ 25 fs, adica schema RPA, este extrem de sensibila la prezenta preimpulsurilor cu contrast scazut. Asa cum s-a raportat in si s-a confirmat prin simularile noastre, impactul prepulsurilor cu contrast scazut asupra suprafetelor laterale este neglijabil, desi inca nu este clar cum va influenta acest lucru excitatia undei plasmonice si difractia impulsului principal pe varful tintei frontale. O3: Studiul generarii de neutroni rapizi din procese de spalatie in 208Pb din surse laser de clasa PW. in acest caz, tinta va fi modificata pe suprafata sa posterioara, avand acum un strat care contine atomi de hidrogen. Deoarece nici monocromaticitatea, nici fasciculele de protoni de inalta energie nu sunt necesare aici, se va utiliza o diferita, pentru a optimiza randamentul de protoni cu energii cinetice de cateva zeci de MeV. Un experiment cvasiparazitar, in care tinta modificata este iradiata si un convertor de plumb este introdus imediat dupa punctul de interactiune, va fi dedicat detectarii/caracterizarii neutronilor emisi in MeV. ETAPELE PROIECTULUI SI DATELE DE PREDARE REZULTATE ARTICOLE PUBLICATE ECHIPA DE CERCETARE Inapoi la Lista de proiecte English version of the project      Address: Str. Reactorului no.30, P.O.BOX MG-6, Bucharest - Magurele, ROMANIA Tel: +(4021) 404.23.00, Fax: +(4021) 457.44.40 2026 IFIN-HH. All rights reserved.