Численное моделирование выхода ядерных реакций ^11 B(p, 3α ) и ^11 B(p, n)C¹¹, инициируемых мощным пикосекундным лазерным излучением
Андреев С.Н., Беляев В.С., Матафонов А.П., Тараканов В.П., Загреев Б.В., Крайнов В.П., Лобанов А.В.

Поступила в редакцию: 13 Февраля 2022

DOI: 10.31857/S0044451022070000

PDF (1575.9K)

Представлены результаты численного моделирования по выходу перспективной ядерной реакции синтеза ^11 B(p, 3α ) и реперной ядерной реакции ^11 B(p, n)C¹¹, инициируемых с помощью мощного пикосекундного лазерного излучения с интенсивностью 2• 10¹⁸ Вт/см². Численное моделирование взаимодействия лазерного импульса с первичной алюминиевой мишенью проводилось в двумерной xz-версии PIC-кода (particle in cell) KARAT. Моделирование было разделено на два этапа. На первом этапе вычислялся поток протонов с тыльной стороны алюминиевой мишени, на которую падал лазерный импульс. На втором этапе выполнялось моделирование реакций ^11 B(p, 3α ) и ^11 B(p, n)C¹¹ при взаимодействии пучка протонов с мишенью из бора. Результаты расчетов показали, что полный выход альфа-частиц равен N_α =7.2 • 10 ⁸ , количество альфа-частиц с энергией больше 0.5 МэВ, попадающих на детектор, равно 2• 10⁷, что составляет 2.8% от их полного выхода, при этом полный выход нейтронов составил величину Y_n= 10⁵. Результаты численного моделирования по выходу альфа-частиц и нейтронов за импульс в реакциях ^11 B(p, 3α ) и ^11 B(p, n)C¹¹ достаточно хорошо совпадают с экспериментальными результатами.