r>【附图说明】
[0019]图1为本发明的正电子源及传输系统的结构示意图；
图中:1.激光光源2.真空靶室3.平面反射镜4.离轴抛物面反射聚焦镜5.气体靶组件6.钽靶7.瞄准器801.真空管道802.螺线圈803.二极磁铁804.束流垃圾箱805.瞄准器806.螺线圈。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0021]以下实施例仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。有关技术领域的人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化、替换和变型，因此同等的技术方案也属于本发明的范畴。
[0022]本发明的正电子束流传输系统，包括正电子源和束流传输系统。
[0023]本发明中的正电子源即激光等离子体正电子源，包括激光光源、真空靶室、平面反射镜、离轴抛物面反射聚焦镜、气体靶组件、钽靶、瞄准器。激光从激光光源发出，进入真空靶室，再由平面反射镜反射到离轴抛物面反射聚焦镜上，激光被聚焦在气体靶组件上方2mm处，钽靶位于气体靶组件后方，瞄准器位于钽靶后方。
[0024]束流传输系统包括真空管道、螺线圈、二极磁铁、束流垃圾箱、瞄准器、螺线圈，正电子和电子一起进入真空靶室外的真空管道，并被螺线圈聚焦，随后通过二极磁铁，电子进入束流垃圾箱，正电子通过瞄准器，最后正电子被瞄准器后方的螺线圈将正电子聚焦。
[0025]所述正电子源置于真空靶室内，平面反射镜位于激光光路中心，并与激光入射方向呈一定夹角，离轴抛物面反射聚焦镜接收通过平面反射镜出射的激光，气体靶组件位于离轴抛物面反射聚焦镜的焦点下方2mm位置，钽靶在气体靶后方，瞄准器位于钽靶后方，钽靶和瞄准器的几何中心均垂直于离轴抛物面反射聚焦镜反射的激光光路中心。
[0026]所述束流传输系统位于真空靶室外，正电子与电子在真空管道中传输，第一个螺线管内径稍大于真空管道外径，二极磁铁在第一个螺线管后方将正负电子分离，负电子随后被废弃掉，正电子通过瞄准器选择能量，正电子在真空管道中继续传输并被第二个螺线管聚焦到设计的束斑尺寸。
[0027]如图1所示，激光光源I是飞秒激光，其光束参数是:波长800nm，脉宽50fs，单次脉冲能量2J，光束直径150mm。其输出的激光脉冲进入真空靶室2后被平面反射镜3反射到离轴抛物面反射聚焦镜4上，激光被聚焦到气体靶组件5的上方2mm处。其中反射镜3的直径为200mm，离轴抛物面反射聚焦镜4的口径为200mm，焦距为1.4m，被聚焦后的激光焦斑直径小于30μπι。气体靶组件喷出的稀薄气体在主激光到来之前已被激光光源I的预脉冲电离，聚焦后的激光与电离后的稀薄气体产生激光等离子体相互作用，从而将背景电子加速。通过调整气体喷速，改变等离子体的密度，实现对电子束能量和电量的适度调节。
[0028]产生正电子的转换体为钽靶6，其厚度在7mm左右，电子轰击钽靶的过程中，高能电子急剧减速产生高能轫致辐射一 γ光子。γ光子与物质的相互作用有:光电效应、康普顿效应和电子对效应。光电效应和康普顿效应的截面随γ光子能量的增大而减少，并与物质的原子序数有正比关系。当γ光子从原子核旁经过时，在原子核的库仑场作用下，γ光子转化为一个正电子和一个电子，这种过程称为电子对效应。电子对效应截面与光子能量和原子序数的平方有近似线性增加关系。因此，当激光尾场加速的电子能量越高，固体靶材料原子序数越大时，γ光子与物质的相互作用主要表现为电子对效应。电子和正电子会受到钽靶6内原子核的多次库仑散射作用，发散角迅速增大，降低束流传输效率。由于能量偏小的正电子发射方向较大的特点，在钽靶后方加入瞄准器7，将发散角过大、能量低的正电子从正负电子束团中分离开来。经过瞄准器后的正电子与透射出钽靶的电子束一起进入束流传输系统。束流传输系统的前端加入螺线管802，螺线管产生的磁场使得正负电子作螺旋状运动从而约束粒子的包络，螺线管的长度为0.5m，磁场强度0.5Τ。随后电子与正电子被二极磁铁803分离，二极磁铁的长度lm，磁场强度0.2T。电子进入束流垃圾箱804。通过二极磁铁803后不同能量的正电子被分离开来，通过改变瞄准器805的纵向位置可以实现能散的优化，经过瞄准器后正电子进入螺线圈806，螺线管长度0.5m，磁场强度0.85T。最终正电子在螺线管出口夕卜0.32m处，被聚焦为半径5mm左右的圆形束斑。
【主权项】
1.一种正电子束流传输系统，其特征在于:所述的包括正电子源和束流传输系统，正电子源由激光驱动固体靶产生，包括激光光源(I)、真空靶室(2)、平面反射镜(3)、离轴抛物面反射聚焦镜(4)、气体靶组件(5)、钽靶(6)、瞄准器(7)，激光从激光光源(I)发出，进入真空靶室(2)，再由平面反射镜(3)反射到离轴抛物面反射聚焦镜(4)上，激光被聚焦在气体靶组件(5 )上方，钽靶(6 )位于气体靶组件(5 )后方，瞄准器(7 )位于钽靶(6 )后方;束流传输系统包括真空管道(801)、螺线圈(802)、二极磁铁(803)、束流垃圾箱(804)、瞄准器(805)、螺线圈(806)，正电子和电子一起进入真空靶室(2)外的真空管道(801)，并被螺线圈(802)聚焦，随后通过二极磁铁(803)，负电子进入束流垃圾箱(804)，正电子通过瞄准器(805)，瞄准器(805)后方的螺线圈(806)将正电子聚焦。
【专利摘要】本发明提供了一种正电子束流传输系统,系统中的激光从激光光源发出，进入真空靶室，再由平面反射镜反射到离轴抛物面反射聚焦镜上，激光被聚焦在气体靶组件上方2mm处，钽靶位于气体靶组件后方，瞄准器位于钽靶后方；束流传输系统包括真空管道、螺线圈、二极磁铁、束流垃圾箱、瞄准器、螺线圈，正电子和电子一起进入真空靶室外的真空管道，并被螺线圈聚焦，随后通过二极磁铁，负电子进入束流垃圾箱，正电子通过瞄准器，最后正电子被瞄准器后方的螺线圈将正电子聚焦。
【IPC分类】H05H6/00
【公开号】CN105555008
【申请号】CN201510872828
【发明人】谷渝秋, 陈佳, 吴玉迟, 董克攻, 朱斌, 谭放, 张天奎, 王少义, 闫永宏, 于明海
【申请人】中国工程物理研究院激光聚变研究中心
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月3日