r>【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的正電子源及傳輸系統的結構示意圖；
圖中:1.激光光源2.真空靶室3.平面反射鏡4.離軸拋物面反射聚焦鏡5.氣體靶組件6.鉭靶7.瞄準器801.真空管道802.螺線圈803.二極磁鐵804.束流垃圾箱805.瞄準器806.螺線圈。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本發明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0021]以下實施例僅用于說明本發明，而并非對本發明的限制。有關技術領域的人員在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化、替換和變型，因此同等的技術方案也屬于本發明的范疇。
[0022]本發明的正電子束流傳輸系統，包括正電子源和束流傳輸系統。
[0023]本發明中的正電子源即激光等離子體正電子源，包括激光光源、真空靶室、平面反射鏡、離軸拋物面反射聚焦鏡、氣體靶組件、鉭靶、瞄準器。激光從激光光源發出，進入真空靶室，再由平面反射鏡反射到離軸拋物面反射聚焦鏡上，激光被聚焦在氣體靶組件上方2mm處，鉭靶位于氣體靶組件后方，瞄準器位于鉭靶后方。
[0024]束流傳輸系統包括真空管道、螺線圈、二極磁鐵、束流垃圾箱、瞄準器、螺線圈，正電子和電子一起進入真空靶室外的真空管道，并被螺線圈聚焦，隨后通過二極磁鐵，電子進入束流垃圾箱，正電子通過瞄準器，最后正電子被瞄準器后方的螺線圈將正電子聚焦。
[0025]所述正電子源置于真空靶室內，平面反射鏡位于激光光路中心，并與激光入射方向呈一定夾角，離軸拋物面反射聚焦鏡接收通過平面反射鏡出射的激光，氣體靶組件位于離軸拋物面反射聚焦鏡的焦點下方2mm位置，鉭靶在氣體靶后方，瞄準器位于鉭靶后方，鉭靶和瞄準器的幾何中心均垂直于離軸拋物面反射聚焦鏡反射的激光光路中心。
[0026]所述束流傳輸系統位于真空靶室外，正電子與電子在真空管道中傳輸，第一個螺線管內徑稍大于真空管道外徑，二極磁鐵在第一個螺線管后方將正負電子分離，負電子隨后被廢棄掉，正電子通過瞄準器選擇能量，正電子在真空管道中繼續傳輸并被第二個螺線管聚焦到設計的束斑尺寸。
[0027]如圖1所示，激光光源I是飛秒激光，其光束參數是:波長800nm，脈寬50fs，單次脈沖能量2J，光束直徑150mm。其輸出的激光脈沖進入真空靶室2后被平面反射鏡3反射到離軸拋物面反射聚焦鏡4上，激光被聚焦到氣體靶組件5的上方2mm處。其中反射鏡3的直徑為200mm，離軸拋物面反射聚焦鏡4的口徑為200mm，焦距為1.4m，被聚焦后的激光焦斑直徑小于30μπι。氣體靶組件噴出的稀薄氣體在主激光到來之前已被激光光源I的預脈沖電離，聚焦后的激光與電離后的稀薄氣體產生激光等離子體相互作用，從而將背景電子加速。通過調整氣體噴速，改變等離子體的密度，實現對電子束能量和電量的適度調節。
[0028]產生正電子的轉換體為鉭靶6，其厚度在7mm左右，電子轟擊鉭靶的過程中，高能電子急劇減速產生高能軔致輻射一 γ光子。γ光子與物質的相互作用有:光電效應、康普頓效應和電子對效應。光電效應和康普頓效應的截面隨γ光子能量的增大而減少，并與物質的原子序數有正比關系。當γ光子從原子核旁經過時，在原子核的庫侖場作用下，γ光子轉化為一個正電子和一個電子，這種過程稱為電子對效應。電子對效應截面與光子能量和原子序數的平方有近似線性增加關系。因此，當激光尾場加速的電子能量越高，固體靶材料原子序數越大時，γ光子與物質的相互作用主要表現為電子對效應。電子和正電子會受到鉭靶6內原子核的多次庫侖散射作用，發散角迅速增大，降低束流傳輸效率。由于能量偏小的正電子發射方向較大的特點，在鉭靶后方加入瞄準器7，將發散角過大、能量低的正電子從正負電子束團中分離開來。經過瞄準器后的正電子與透射出鉭靶的電子束一起進入束流傳輸系統。束流傳輸系統的前端加入螺線管802，螺線管產生的磁場使得正負電子作螺旋狀運動從而約束粒子的包絡，螺線管的長度為0.5m，磁場強度0.5Τ。隨后電子與正電子被二極磁鐵803分離，二極磁鐵的長度lm，磁場強度0.2T。電子進入束流垃圾箱804。通過二極磁鐵803后不同能量的正電子被分離開來，通過改變瞄準器805的縱向位置可以實現能散的優化，經過瞄準器后正電子進入螺線圈806，螺線管長度0.5m，磁場強度0.85T。最終正電子在螺線管出口夕卜0.32m處，被聚焦為半徑5mm左右的圓形束斑。
【主權項】
1.一種正電子束流傳輸系統，其特征在于:所述的包括正電子源和束流傳輸系統，正電子源由激光驅動固體靶產生，包括激光光源(I)、真空靶室(2)、平面反射鏡(3)、離軸拋物面反射聚焦鏡(4)、氣體靶組件(5)、鉭靶(6)、瞄準器(7)，激光從激光光源(I)發出，進入真空靶室(2)，再由平面反射鏡(3)反射到離軸拋物面反射聚焦鏡(4)上，激光被聚焦在氣體靶組件(5 )上方，鉭靶(6 )位于氣體靶組件(5 )后方，瞄準器(7 )位于鉭靶(6 )后方;束流傳輸系統包括真空管道(801)、螺線圈(802)、二極磁鐵(803)、束流垃圾箱(804)、瞄準器(805)、螺線圈(806)，正電子和電子一起進入真空靶室(2)外的真空管道(801)，并被螺線圈(802)聚焦，隨后通過二極磁鐵(803)，負電子進入束流垃圾箱(804)，正電子通過瞄準器(805)，瞄準器(805)后方的螺線圈(806)將正電子聚焦。
【專利摘要】本發明提供了一種正電子束流傳輸系統,系統中的激光從激光光源發出，進入真空靶室，再由平面反射鏡反射到離軸拋物面反射聚焦鏡上，激光被聚焦在氣體靶組件上方2mm處，鉭靶位于氣體靶組件后方，瞄準器位于鉭靶后方；束流傳輸系統包括真空管道、螺線圈、二極磁鐵、束流垃圾箱、瞄準器、螺線圈，正電子和電子一起進入真空靶室外的真空管道，并被螺線圈聚焦，隨后通過二極磁鐵，負電子進入束流垃圾箱，正電子通過瞄準器，最后正電子被瞄準器后方的螺線圈將正電子聚焦。
【IPC分類】H05H6/00
【公開號】CN105555008
【申請號】CN201510872828
【發明人】谷渝秋, 陳佳, 吳玉遲, 董克攻, 朱斌, 譚放, 張天奎, 王少義, 閆永宏, 于明海
【申請人】中國工程物理研究院激光聚變研究中心
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月3日