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

В отчете представлены результаты исследований, проведенных в 2022 году в рамках выполнения проекта ФНТП СиН №075-15-2021-1361. Отчет включает описание комплекса работ по развитию методов лазерного ускорения электронов и протонов, оптимизации параметров лазерно-плазменного взаимодействия с точки зрения увеличения яркости вторичных излучений и их диагностики. Продемонстрирована перспективность предложенных подходов к созданию компактных и ярких рентгеновских источников и их прикладной потенциал для задач рентгеновского имиджинга. Отчет включает результаты экспериментов, проведенных на суб-петаваттной лазерной установке PEARL и тераваттной лазерной установке ФИАН-МГУ и направленных на максимизацию заряда лазерно-ускоренных электронов и увеличения яркости источников рентгеновского и гамма-излучения с лазерным драйвером, а также результаты расчетно-теоретического обоснования новых экспериментов на этих установках. Продемонстрирована высокая эффективность преобразования энергии лазерного драйвера в рентгеновское излучение, достаточное для получения изображения высокого разрешения на детекторе за один импульс лазера PEARL. Изучены возможности использования мультипетаваттных лазерных систем следующего поколения для задач создания синхротронных и нейтронных источников. На основе сквозного трехмерного численного «частица-в-ячейке – Монте-Карло» моделирования предложены схемы лазерно-плазменной электронной радиотерапии, а также изучены схемы генерации коротких нейтронных импульсов на основе инициирования ядерных реакций лазерно-ускоренными протонами/дейтронами. Представлены результаты разработки спектрометра МР/ЭУФ излучения и микроскопа для имиджинга лазерного факела. Приведены результаты оптимизации электродинамических систем макета нейтронного генератора и методов управления энергетическим спектром получающегося нейтронного потока, а также результаты подготовительных работ для задач БНЗТ. В отчете также содержится описание технологии ускорения высококоллимированного электронного пучка в плотной лазерной плазме. Отчет обосновывает полное выполнение работ по задачам, запланированным на 2022 г. в соответствии с Планом-графиком выполнения Соглашения № 075-15-2021-1361 от 07.10.2021г. с Минобрнауки России.