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Hydrodynamic computational modelling and simulations of collisional shock waves in gas jet targets

High Power Laser Science and Engineering 2020年第1期8卷 42-51页

作者： Stylianos Passalidis oliver cettlinger George SHicks Nicholas PDover Zulfikar Najmudin Emmanouil PBenis Evaggelos Kaselouris Nektarios APapadogiannis Michael Tatarakis Vasilis Dimitriou Institute of Plasma Physics&Lasers Hellenic Mediterranean UniversityChania 73133Rethymno 74100Greece The John Adams Institute The Blackett LaboratoryImperial CollegeLondon SW72AZUK Kansai Photon Science Institute National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology(KPSI-QST)8-1-7 UmemidaiKizugawaKyoto 619-0215Japan Department of Physics University of IoanninaGR Ioannina 45110Greece Department of Music Technology and Acoustics Hellenic Mediterranean UniversityPerivolia 74133RethymnoGreece Department of Electronic Engineering Hellenic Mediterranean UniversityChalepa 73133ChaniaGreece

We study the optimization of collisionless shock acceleration of ions based on hydrodynamic modelling and simulations of collisional shock waves in gaseous *** models correspond to the specifications required for experiments with the CO2 laser at the Accelerator Test Facility at Brookhaven National Laboratory and the Vulcan Petawatt system at Rutherford Appleton *** both cases,a laser prepulse is simulated to interact with hydrogen gas jet *** is demonstrated that by controlling the pulse energy,the deposition position and the backing pressure,a blast wave suitable for generating nearly monoenergetic ion beams can be *** on the energy absorbed and the deposition position,an optimal temporal window can be determined for the acceleration considering both the necessary overdense state of plasma and the required short scale lengths for monoenergetic ion beam production.

关键词： hydrodynamic simulations ion acceleration laser–plasma interaction

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