Συμβολομετρικός χαρακτηρισμός στόχων αερίου υψηλής πίεσης για πειράματα δυναμικής επιτάχυνσης ιόντων στο καθεστώς κοντά στηνκρίσιμη περιοχή.
Φόρτωση...
Ημερομηνία
2023
Συγγραφείς
Τίτλος Εφημερίδας
Περιοδικό ISSN
Τίτλος τόμου
Εκδότης
ΕΛΜΕΠΑ, Σχολή Μηχανικών (ΣΜΗΧ), Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών
Επιβλέπων
Περίληψη
Η επιτάχυνση ιόντων στην περιοχή κοντά στην κρίσιμη πυκνότητα είναι ένας συναρπαστικός τομέας της έρευνας στο
τομέα της φυσικής πλάσματος και φυσικής υψηλής ενέργειας. Περιλαμβάνει την δημιουργία πλάσματος υψηλής
πυκνότητας χρησιμοποιώντας στόχους αερίων υψηλής πίεσης, οι οποίοι υπόκεινται σε λέιζερ ή δέσμες σωματιδίων για
να επιταχύνουν ιόντα σε υψηλές ενέργειες. Η χρήση πιδάκων αερίου υψηλής πίεσης σαν στόχους για πειράματα
επιτάχυνσης ιόντων έχει γίνει πολύ διάσημη λόγω της προοπτικής τους να παρέχουν πηγές επιτάχυνσης ιόντων χωρίς
συντρίμμια οι οποίες μπορούν να υποστηρίξουν υψηλούς ρυθμούς επανάληψης. Ο σκοπός αυτής της μεταπτυχιακής
εργασίας είναι ο συμβολομετρικός χαρακτηρισμός τριών γεωμετριών ακροφυσίων στο κενό με την χρήση της Mach Zehnder συμβολομετρίας. Ο σκοπός είναι να παρέχει στόχους πιδάκων αερίου υψηλής πίεσης για πειράματα δυναμικής
επιτάχυνσης ιόντων στην περιοχή κοντά στην κρίσιμη πυκνότητα. Πιο συγκεκριμένα, μια πειραματική διάταξη στήθηκε
για να καθορίσουμε τις πυκνότητες σωματιδίων των τριών γεωμετριών ακροφυσίων (μιας κυλινδρικής, μιας κωνικής και
μιας de-Laval), αναλύοντας την επαγόμενη μετατόπιση φάσης λόγω της ροής του αερίου. Για να υπολογίσουμε τις
πυκνότητες σωματιδίων, χρησιμοποιήθηκαν μια σειρά από υπολογιστικά εργαλεία όπως το IDEA λογισμικό,
Mathematica, και MATLAB. Τα αποτελέσματα αυτής της εργασίας παρέχουν μια σημαντική συνεισφορά στην ανάπτυξη
αέριων στόχων υψηλής πίεσης για πειράματα δυναμικής επιτάχυνσης ιόντων, και τα αποτελέσματα που αποκτήθηκαν
μπορούν να γίνουν χρήσιμα για τον σχεδιασμό μελλοντικών πειραμάτων.
Ion acceleration in the near-critical density regime is an exciting area of research in the field of plasma physics and high energy physics. It involves the creation of an extremely high-density plasma using high-pressure gas targets, which are then subjected to laser or particle beams to accelerate ions to high energies. The use of high -pressure gas jets as targets for ion acceleration experiments has become increasingly popular due to their potential to provide debris-free accelerated ion sources which can support high repetition rates. The purpose of this thesis is the interferometric characterization on three nozzle geometries in vacuum with the use of Mach-Zehnder interferometry. The aim is to provide high-pressure gas-jet targets for dynamic ion acceleration experiments in the near-critical density regime. More specifically, an experimental configuration was setup in order to determine the particle densities of three nozzle geometries, (one cylindrical, one conical, and one de-Laval), through analyzing the induced phase shift due to gas flow. In order to calculate the particle densities, a series of computational methods such as IDEA software, Mathematica, and MATLAB were employed. The findings of this thesis provide a significant contribution to the development of high -pressure gas targets for dynamic ion acceleration experiments, and the results obtained can be useful for the design of future experiments.
Ion acceleration in the near-critical density regime is an exciting area of research in the field of plasma physics and high energy physics. It involves the creation of an extremely high-density plasma using high-pressure gas targets, which are then subjected to laser or particle beams to accelerate ions to high energies. The use of high -pressure gas jets as targets for ion acceleration experiments has become increasingly popular due to their potential to provide debris-free accelerated ion sources which can support high repetition rates. The purpose of this thesis is the interferometric characterization on three nozzle geometries in vacuum with the use of Mach-Zehnder interferometry. The aim is to provide high-pressure gas-jet targets for dynamic ion acceleration experiments in the near-critical density regime. More specifically, an experimental configuration was setup in order to determine the particle densities of three nozzle geometries, (one cylindrical, one conical, and one de-Laval), through analyzing the induced phase shift due to gas flow. In order to calculate the particle densities, a series of computational methods such as IDEA software, Mathematica, and MATLAB were employed. The findings of this thesis provide a significant contribution to the development of high -pressure gas targets for dynamic ion acceleration experiments, and the results obtained can be useful for the design of future experiments.
Περιγραφή
Λέξεις-κλειδιά
near critical density regime, ion acceleration, simulation, high pressure, Συμβολομετρικός χαρακτηρισμός, συμβολομετρία