TALPA TArget for Laser Plasma Acceleration ( )

L’esperimento è l’evoluzione dei precedenti esperimenti: Plaia, Platone, Lilia e ELI-MED OBIETTIVI La direzione principale è di ottenere acceleratori compatti utili per applicazioni mediche e nucleari (Adroterapia, PET, fusione inerziale) in grado di sopportare intesi campi elettrici Generazione e studio della produzione di protoni in seguito a interazione laser con film sottili metallici arricchiti in H

Accelerazione degli ioni dalla superficie posteriore del target TNSA acceleration L’interazione laser con lamine sottili crea elevate correnti di elettroni relativistici che si propagano nel solido dando origine a emissione di raggi X e ioni dalla superficie posteriore della lamina. Target Fast Electrons LASER ⊗ Background: Proton Acceleration -TNSA Qualche  m MeV W/cm 2

Macchi, Passoni, Borghesi, RMP, 85,751 (2013) Background: Proton Acceleration -TNSA

Macchi, Passoni, Borghesi, RMP, 85,751 (2013) High gradient acceleration: MeV μm −1, compared with ∼ MeV m −1 provided by radio frequency (RF) based accelerators; Ultra-short duration at the source of the ion bunch of the order of picoseconds; Very small effective source size: ≈10 µm; Very low emittance; Broad energy spectrum High number of particles per pulse: Background: Proton Acceleration -TNSA

L’idea è quella di “pulire” la superficie posteriore del target in atmosfera di H 2 per favorire la generazione di vacanze che saranno occupate da molecole di H 2 I protoni provengono da impurezze di superficie contententi H (vapore acqueo, idrocarburi…..); L’H è assorbito da molti metalli di transizione (Ta, Ti, Nb, Pd); L’irragiamento di questi metalli di transizione con impulsi laser favorisce l’assorbimento di H* TALPA *Chuang, Surf. Sci. Rep. 3, p. 1 (1983)

Supporti per i film UV Laser I target (fogli metallici) saranno puliti in una camera da vuoto con circa 5k impulsi laser con densità di energie sotto la soglia di ablazione. Dopo la pulizia, il target sarà irraggiato in atmosfera di H 2 per “stimolare l’assorbimento TALPA

Tests performed at PALS (sub-ns laser pulse) show a significant increase of proton yield (Energies around 2-5 MeV with a deposited laser energy J) with respect to control samples Test at ABC (ns laser pulse) show a significant increase (a factor ~ 4, up to 5x10 9 protons/shot) of proton yeld with respect to control samples. Peak energies 40 keV with a 35 J laser pulse TALPA: RISULTATI PRELIMINARI

1. Produzione Target arricchiti in H 2. Studio del processo di emissione (campi e correnti) mediante diagnostica non distruttiva ATTIVITA’ 3. Realizzazione di un sistema per il trasporto dei target

MILESTONES Messa a punto set-up sperimentale (con sistema per aumentare frequenza di ripetizioni impulsi) e camera trasporto campioni Le Primo processo di arricchimento target con con un set di metalli, studio processo e test Le + A Primo processo di arricchimento target con un secondo set di metalli, studio processo e test Le + A Secondo processo di arricchimento target con metalli, studio processo, test e messa a punto protocollo Le + A Le: Sezione Lecce A: sede per test (Pisa ILIL, Frascati FLAME, Praga PALS)

Fabio PaladiniTecn. Laureat.40% Luigi MonteduroTecnico80% Giorgio AccotoT. Universit. Mecc.20% Carlo Pinto T. Universit. Mecc.20% Totale tecnici:1.60 unità ANAGRAFICA NomeContrattoQualifica% Buccolieri GiovanniAssociatoRic.100 Castellano AlfredoAssociatoProf. Ord.0 Delle Side DomenicoAssociatoAssegn.80 Di Giulio MassimoAssociatoProf. Ass.60 Nassisi VincenzoAssociatoPro. Ord.80 Totale3.2 Resp. Nazionale/Locale

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