Primeras simulaciones para la fuente de radiación Betatron de EuAPS: un código de cálculo de radiación dedicado
Autores: Frazzitta, Andrea; Bacci, Alberto; Carbone, Arianna; Cianchi, Alessandro; Curcio, Alessandro; Drebot, Illya; Ferrario, Massimo; Petrillo, Vittoria; Conti, Marcello Rossetti; Samsam, Sanae; Serafini, Luca; Rossi, Andrea Renato
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Primeras simulaciones para la fuente de radiación Betatron de EuAPS: un código de cálculo de radiación dedicado
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión del conocimiento
Palabras clave
Radiografía
Radiación de betatrón
Haces de electrones
Sistema basado en plasma
Interacción láser-plasma
Simulaciones de partículas en celda
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
La producción de rayos X a través de la emisión de radiación de betatrón a partir de racimos de electrones es un recurso valioso para varios campos de investigación. El proyecto EuAPS (Fuentes de Fotones Avanzadas EuPRAXIA), en el marco de EuPRAXIA, tiene como objetivo proporcionar fotones de 1-10 keV (rayos X), desarrollando un sistema compacto basado en plasma diseñado para aprovechar los procesos de auto-inyección que ocurren en la interacción láser-plasma altamente no lineal (LWFA) para impulsar las oscilaciones de betatrón de electrones. Dado que el espectro de radiación emitida, la intensidad, la divergencia angular y la posible coherencia dependen en gran medida de las propiedades del haz auto-inyectado, son necesarias simulaciones preliminares precisas del proceso para evaluar las especificaciones óptimas del dispositivo de diagnóstico y proporcionar una estimación inicial del rendimiento de la fuente. Se ha desarrollado una herramienta dedicada para estas tareas; las trayectorias de electrones de simulaciones de partículas en celda (PIC) están actualmente en análisis numérico a través del cálculo de campos retardados y espectros para varias combinaciones de parámetros de plasma y láser. La evaluación del enfoque hacia adelante implementada de los campos podría permitir la integración del esquema presentado en códigos PIC ya existentes. El cálculo del espectro se realiza así en tiempo de detector, dando una fase exponencial compleja lineal; esta característica permite una evaluación de la transformada de Fourier semi-analítica. Se presentan la estructura del código y algunos resultados del análisis de trayectorias.
Descripción
La producción de rayos X a través de la emisión de radiación de betatrón a partir de racimos de electrones es un recurso valioso para varios campos de investigación. El proyecto EuAPS (Fuentes de Fotones Avanzadas EuPRAXIA), en el marco de EuPRAXIA, tiene como objetivo proporcionar fotones de 1-10 keV (rayos X), desarrollando un sistema compacto basado en plasma diseñado para aprovechar los procesos de auto-inyección que ocurren en la interacción láser-plasma altamente no lineal (LWFA) para impulsar las oscilaciones de betatrón de electrones. Dado que el espectro de radiación emitida, la intensidad, la divergencia angular y la posible coherencia dependen en gran medida de las propiedades del haz auto-inyectado, son necesarias simulaciones preliminares precisas del proceso para evaluar las especificaciones óptimas del dispositivo de diagnóstico y proporcionar una estimación inicial del rendimiento de la fuente. Se ha desarrollado una herramienta dedicada para estas tareas; las trayectorias de electrones de simulaciones de partículas en celda (PIC) están actualmente en análisis numérico a través del cálculo de campos retardados y espectros para varias combinaciones de parámetros de plasma y láser. La evaluación del enfoque hacia adelante implementada de los campos podría permitir la integración del esquema presentado en códigos PIC ya existentes. El cálculo del espectro se realiza así en tiempo de detector, dando una fase exponencial compleja lineal; esta característica permite una evaluación de la transformada de Fourier semi-analítica. Se presentan la estructura del código y algunos resultados del análisis de trayectorias.