بررسی تابندگی و شتاب باریکه الکترون در برهم کنش باریکه پروتون پرانرژی با پلاسما

یک رویکرد جدید در شتاب د هنده های پلاسمایی استفاده از باریکه پروتونی پرانرژی به عنوان محرک برای تولید موج پلاسمایی است. در این رویکرد، انرژی باریکه پروتون از طریق موج پلاسمایی تشکیل شده به باریکه الکترونی شاهد برای دست یابی به انرژی های بالا انتقال می یابد. در این مقاله، با استفاده از شبیه سازی ذره ای دو بعدی، برهم کنش یک باریکه پروتونی پرانرژی با تابع توزیع گاوسی با پلاسمای دارای چگالی خطی با شیب چگالی 03/0 % در امتداد انتشار باریکه، به منظور تولید باریکه الکترونی پرانرژی با کیفیت بالا مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی شتاب الکترون باریکه الکترونی شاهد با انرژی MeV 18 در پشت باریکه پروتونی به داخل پلاسما فرستاده می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد، در اثر برهم کنش باریکه پروتونی پرانرژی با پلاسما در سامانه مورد مطالعه، میدان موج پلاسمایی قوی با دامنه MeV/m 400 در پلاسما ایجاد شده و می تواند الکترون های باریکه شاهد که در این میدان به دام می افتند را تا گرادیان های انرژی بالا از مرتبه چند صد مگا الکترون ولت شتاب دهد. علاوه بر این، بررسی تحول تابندگی باریکه به عنوان یک پارامتر مهم در بررسی کیفیت باریکه شتاب دار شده، نشان می دهد با در نظر گرفتن پارامترهای مناسب برای پلاسما، باریکه های پروتونی و الکترونی، تابندگی باریکه الکترونی شاهد کم تر از 50 % نسبت به مقدار اولیه خود رشد می کند.