基于多反应通道的高产额激光中子源实验研究

摘要

基于超短超强激光的短脉冲中子源是实现超快中子探测的理想中子源.如何提升中子产额是目前短脉冲激光中子源实现应用需求亟需解决的关键问题.提出基于靶背鞘场加速机制和束靶反应方案,采用LiD复合组分靶作为中子转换体,可以有效提升激光中子产额.与常规的LiF转换体相比,除了p-Li和d-Li两个反应道之外,LiD转换体可以多出p-D和d-D两个反应道,因此可充分利用激光加速的质子和氘离子的多反应通道优势来提升中子产生概率.实验结果表明,相比于LiF转换体,LiD转换体可带来中子产额2～3倍的提升,达到5.2×108 n/sr的最高中子产额,并具备更好的前冲性.实验还区分了多反应通道的贡献,证明中子产额提升主要来自于p-D反应.