ОТЧЕТ О ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТАХ ПО РЕАЛИЗАЦИИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ПРОГРАММЫ по теме: «НОВЫЕ ИСТОЧНИКИ СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И НЕЙТРОНОВ НА ПРИНЦИПАХ ЛАЗЕРНОГО УСКОРЕНИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ»

В данном отчете о выполнении первого этапа проекта «Новые источники синхротронного излучения и нейтронов на принципах лазерного ускорения заряженных частиц» представлены результаты численных оптимизационных исследований режимов синхротронной генерации лазерно-ускоренных электронов в различных режимах лазерноплазменного взаимодействия, включая режимы кильватерного ускорения, прямого лазерного ускорения, релятивистского самозахвата света. Расчеты проведены, в том числе, для параметров лазерных стендов PEARL и МГУ-ФИАН, на основании чего на обоих стендах разработаны и подготовлены схемы для проведения экспериментов по генерации ускоренных электронов и вторичных излучений, включая системы дополнительного нелинейного временного сжатия и повышения контраста лазерных импульсов на стенде PEARL, газовые мишени нового типа на основе тонкопленочных газовых капсул, криогенно-кластерные экспериментальные системы для создания эффективного радиографического источника, спектрометр мягкого рентгеновского диапазона для диагностики вторичного излучения из лазерной плазмы. Представлены результаты сквозных расчетов с помощью кодов PIC и GEANT4 процессов генерации жесткого излучения и нейтронов, инициируемых лазерно-ускоренными электронами в твердотельном конверторе, а также получения медицинских изотопов. Изложены результаты разработки теории для описания спектральных и угловых характеристик излучения, возбуждаемого при ускоренном движении электронов в поле модулированного лазерного импульса. Изложены результаты моделирования генерации ТГц излучения из твердотельных мишеней различных конфигураций, а также генерации вторичного излучения широкого диапазона частот рециркулирующими электронами в тонких твердотельных мишенях, облучаемых фемтосекундными интенсивными лазерными импульсами. Проведен анализ эффективности генерации вторичного излучения в предельно сходящейся лазерной волне дипольной конфигурации. Представлены также результаты разработки макета нейтронного генератора ИПФ РАН и анализа перспектив его применения для исследований в области БНЗТ. Кроме того, в отчете представлена программа дополнительного образования «Лазерно-плазменные источники синхротронного излучения” по направлению магистратуры 03.04.01 “Прикладные математика и физика” и аспирантуры 03.06.01 “Физика и астрономия». Отчет обосновывает полное выполнение работ по задачам, запланированным к выполнению на первом этапе выполнения работ по Соглашению № 075-15-2021-1361.