N 002 Fizika / Physics
dr. Vidmantas Tomkus ✉
LT - Lazeriniai plazmos jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniai
Lazeriniai ultratrumpųjų impulsų plazmos elektronų, jonų ir Rentgeno jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniai labai svarbūs femtosekundinės skiriamosios gebos medžiagų mokslui, biomedicinos tyrimams, Rentgeno vizualizavimui ir spindulinei terapijai. Tokių šaltinių taikymo galimybes riboja santykinai mažas dalelių srautas, pasiekiama energija ir pagreitintų dalelių pluošto divergencija. Šiame darbe bus tiriamas nepriklausomas elektronų injektavimo, greitinimo ir elektronų svyravimų jonų kanale valdymas, naudojant adaptyvinius plazmos profilius. Šiuo būdu planuojama padidinti greitinamų dalelių kiekį, energijos konversijos efektyvumą ir spinduliuotės šaltinių ryškumą. Adaptyviniai plazmos profiliai bus modeliuojami naudojant ANSYS programinę įrangą, skirtą skysčių dinamikos skaičiavimui. Dalelių greitinimas bus modeliuojamas, naudojant „Particle-in-Cell“ modeliavimo programinius paketus. Suprojektuoti plazminiai taikiniai bus gaminami laboratorijoje ir išbandomi partnerių didelio intensyvumo lazerių centruose, naudojant femtosekundinius kHz 100 mJ ir 1-10J 10 Hz lazerius. Tyrimo rezultatai bus pritaikyti kuriant VHEE (labai didelės energijos elektronų) šaltinius, pažangius radioterapijos metodus bei didelės energijos Rentgeno šaltinius, atveriančius naujas galimybes elektronų ir branduolinės dinamikos zondavimui ir tankių medžiagų radiografijai.
EN - Laser driven plasma sources of ionising radiation
Ionising radiation sources driven by ultrashort laser pulses comprise energetic beams of electrons, ions and X-rays, and are of high-interest for femtosecond material science, biomedical research, X-ray imaging and radiation therapy. The sources are limited however, by relatively low flux, energy and divergence of accelerated particles. In this work, an independent control of electron injection, acceleration and strength of electron wiggling in an ion channel using tailored plasma profiles will be investigated. This scheme is expected to improve the number of accelerated particles, energy conversion efficiency, and peak brightness of radiation sources. The tailored plasma profiles will be modelled using ANSYS software of computational fluid dynamics. The particle acceleration will be evaluated using software packages of Particle-in-Cell simulation. The designed plasma targets will be manufactured in the laboratory and tested in partner high-intensity laser canters using femtosecond kHz 100 mJ and 1-10J 10 Hz lasers. The results of the research will be implemented in the development of VHEE (Very High Energy Electron) source, innovative methods of radiotherapy, and high-energy X-ray source offering new capabilities of time resolved probing of dense matter, electron and nuclear dynamics, and radiographic imaging of dense materials.