PROTON LENS – Energieselektive Fokussierung und Bündelung von Protonen und Ionenstrahlen

Die Erzeugung von Protonen über die Bestrahlung dünner

Folien durch extreme kurze Laserpulse (laser-driven proton beams), hat kürzlich enorme Aufmerksamkeit gewonnen. Diese Methode könnte kostspielige Anlagen wie Cyclotrone oder Linarbeschleuniger potenziell ersetzen. Aufgrund fehlender funktioneller Methoden zur Fokussierung und Bündelung der Ionenstrahlung haben diese Techniken die praktische Anwendbarkeit noch nicht erreicht. Dies kann sich mit Proton Lens bedeutsam ändern. Zum ersten Mal können lasererzeugte Protonenstrahlen fokussiert und Energieselektiv durch ein einfaches – äußerst wirksamen – System gebündelt werden. Deshalb wird die neuartige Technik neue Horizonte für die Anwendung von Protonenstrahlen öffnen. Der divergierende Protonenstrahl passiert einen hohlen Zylinder, der mit einem intensiven Laserpuls bestrahlt wird, (oder ein Teilstrahl des ersten Laserstrahles). Heiße, von der inneren Oberfläche vertriebene Elektronen, führen zu einer temporären positiven Aufladung innerhalb des Zylinders. Dieses axiale elektrische Feld (!) führt zu einer energieselektiven Protonenablenkung entlang der Zylinderachse. Folglich wird die fokussierte Bündelung und Energieselektion in einem einzelnen, einfachen Gerät ermöglicht.

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