بررسي تابندگي و شتاب باريكه الكترون در برهم‌كنش باريكه پروتون پرانرژي با پلاسما

يك رويكرد جديد در شتاب ‌دهنده‌هاي پلاسمايي استفاده از باريكه پروتوني پرانرژي به‌ عنوان محرك براي توليد موج پلاسمايي است. در اين رويكرد، انرژي باريكه پروتون از طريق موج پلاسمايي تشكيل‌ شده به باريكه الكتروني شاهد براي دست‌يابي به انرژي ‌هاي بالا انتقال مي‌ يابد. در اين مقاله، با استفاده از شبيه‌ سازي ذره اي دو بعدي، برهم‌ كنش يك باريكه پروتوني پرانرژي با تابع توزيع گاوسي با پلاسماي داراي چگالي خطي با شيب چگالي 0.03‌‌% در امتداد انتشار باريكه، به‌ منظور توليد باريكه الكتروني پرانرژي با كيفيت بالا مورد بررسي قرار گرفته است. براي بررسي شتاب الكترون باريكه الكتروني شاهد با انرژي MeV 18 در پشت باريكه پروتوني به داخل پلاسما فرستاده مي ‌شود. نتايج شبيه‌ سازي نشان مي‌ دهد، در اثر برهم‌ كنش باريكه پروتوني پرانرژي با پلاسما در سامانه مورد مطالعه، ميدان موج پلاسمايي قوي با دامنه MeV/m 400 در پلاسما ايجاد شده و مي ‌تواند الكترون ‌هاي باريكه شاهد كه در اين ميدان به‌ دام مي‌ افتند را تا گراديان ‌هاي انرژي بالا از مرتبه چند صد مگا الكترون ولت شتاب دهد. علاوه بر اين، بررسي تحول تابندگي باريكه به عنوان يك پارامتر مهم در بررسي كيفيت باريكه شتاب‌ دار شده، نشان مي ‌دهد با در نظر گرفتن پارامترهاي مناسب براي پلاسما، باريكه ‌هاي پروتوني و الكتروني، تابندگي باريكه الكتروني شاهد كم‌تر از 50‌% نسبت به مقدار اوليه خود رشد مي‌ كند.