科学家实现激光驱动超高亮度伽玛射线源

新华社上海8月9日电(记者黄欣)记者今天从中国科学院上海光学与机械研究所获悉，该所强场激光物理国家重点实验室徐志展院士和李如新院士领导的研究团队在超强超短激光驱动超高亮度γ射线源研究方面取得突破性进展。相关研究成果发表在《科学报告》上。

据报道，研究人员利用超强超短激光驱动的级联尾流场进行加速，获得高性能高能电子束和激光碰撞，产生超高亮度准单色MeV射线源，其最高峰值亮度比传统γ射线源相同能量区高10万倍。

高能伽马射线源在核物理、核光子学、无损检测等许多领域都有极其重要的应用价值。然而，基于传统加速器的伽马射线源设备的大体积和高成本限制了它们的发展和应用。超短超强激光驱动等离子体尾场中的电子加速是一种全新的电子加速机制。与传统的电子加速器相比，其加速梯度提高了3个数量级以上，这可以大大降低系统的规模和成本，实现康普顿γ源装置的小型化。

上海光机所的研究团队在世界上首次成功实施了级联双尾场准单能高能电子加速的新方案，并取得了GeV准单能电子束等重要研究成果。在康普顿γ射线源的研制过程中，利用自行研制的高重复率200TW超短激光装置优化了级联尾流场电子加速中的电子注入相位。峰值能量在200~500兆电子伏范围内，能量耗散约为1%，电荷量约为50pC，发散角约为1°。