Ion acceleration with high-intensity lasers and application to isochoric heating

Erik Lefebvre; Michaël Carrié; Rachel Nuter

doi:10.1016/j.crhy.2009.03.005

Ion acceleration with high-intensity lasers and application to isochoric heating
[Accélération ionique par laser ultra-intense et application au chauffage isochore]

Erik Lefebvre ¹ ; Michaël Carrié ¹ ; Rachel Nuter ¹

¹ CEA, DAM, DIF, Bruyères-le-Châtel, 91297 Arpajon cedex, France

Comptes Rendus. Physique, Volume 10 (2009) no. 2-3, pp. 197-206.

Résumé
Abstract

L'accélération d'ions à l'aide d'impulsions laser ultra-intenses met en jeu une physique complexe, et les propriétés des faisceaux de particules produits dépendent de nombreux paramètres. Nous explorons tout d'abord dans cet article les dépendances avec le profil de densité de la cible et la durée de l'impulsion laser. Dans un second temps, nous montrons à l'aide de simulations numériques qu'il devrait être possible, en utilisant des cibles sur lesquelles sont déposées des couches minces et peu denses de protons, d'accélérer un faisceau d'ions susceptible de chauffer une cible d'aluminium jusqu'à 1 GJ/kg sur une profondeur de plusieurs micromètres.

Very nonlinear mechanisms are at play in the acceleration of ions with high-intensity laser pulses, and the properties of the resulting particle beams depend on many parameters. We first explore, in this article, the dependence on the target density profile and on the laser pulse duration. We next show numerically that using targets on which thin, low-density proton layers are deposited, it should be possible to produce proton beams suitable for heating a solid aluminum target to the GJ/kg level over a depth of several micrometers.

Publié le : 2009-03-01

DOI : 10.1016/j.crhy.2009.03.005

Keywords: Ion acceleration, Ultrahigh-intensity lasers, Isochoric heating
Mot clés : Accélération ionique, Laser ultra-intense, Chauffage isochore

Affiliations des auteurs :

Erik Lefebvre ¹ ; Michaël Carrié ¹ ; Rachel Nuter ¹

¹ CEA, DAM, DIF, Bruyères-le-Châtel, 91297 Arpajon cedex, France

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Erik Lefebvre; Michaël Carrié; Rachel Nuter. Ion acceleration with high-intensity lasers and application to isochoric heating. Comptes Rendus. Physique, Volume 10 (2009) no. 2-3, pp. 197-206. doi : 10.1016/j.crhy.2009.03.005. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2009.03.005/

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