超高亮度伽瑪射線源研究取得突破性進展 | 新材

為您介紹超高亮度伽瑪射線源研究取得突破性進展。記者今天從中科院上海光機所獲悉，該所強場激光物理國家重點實驗室徐至展院士、李儒新領銜的研究團隊，基于超強超短激光驅動的超高亮度伽瑪射線源研究取得突破性進展。相關研究成果發表于《科學報告》。

高能伽瑪射線源應用價值大

據悉，研究人員利用超強超短激光驅動的級聯尾波場加速獲得高性能高能電子束與激光對撞產生超高亮度準單色MeV量級伽瑪射線源，其最高峰值亮度比傳統伽瑪射線源同能區的峰值亮度提高了10萬倍。

高能伽瑪射線源在核物理與核光子學、無損檢測等諸多領域有極其重要的應用價值，但基于傳統加速器的伽瑪射線源裝置體積龐大，造價昂貴，限制了其發展與應用。超強超短激光驅動等離子體尾波場電子加速是一種全新的電子加速機制，其加速梯度相比于傳統電子加速器提高了3個量級以上，能大幅度降低系統的規模和老本，實現康普頓伽瑪射線源裝置的小型化。

康普頓伽瑪射線源的研制

上海光機所研究團隊國際上首次成功實現級聯雙尾波場準單能高能電子加速新計劃，獲得了GeV級準單能電子束等重要研究成果。這次在康普頓伽瑪射線源的研制過程中，利用自行研制的高重復頻率200TW超強超短激光裝置，通過優化級聯尾波場電子加速中的電子注入位相，獲得了峰值能量在200~500 MeV范圍，能散~1%，電量~50pC，發散角<0.4 mrad，脈寬~10fs的高性能準單能電子束。同時，利用等離子體鏡反射驅動激光與該電子束實現自同步精確對撞，產生了峰值能量在0.2-2 MeV范圍可調諧的準單色伽瑪射線源。

徐至展表示，這種小型化超高亮度準單色MeV量級伽瑪射線源將在核物理與核光子學、材料科學、無損檢測、醫療診斷等方面有著寬泛的應用前景。