Diagnostika laserem urychlených protonů s využitím radiochromických filmů

Abstract

Urychlování iontů s využitím laseru je, díky svým možným aplikacím v mnoha oborech (produkce izotopů, radioterapie, radiografie, atd.), v současné době důležitou a perspektivní oblastí vědeckého výzkumu. V rámci snahy vysvětlit mechanismy zodpovědné za urychlení iontů pomocí laseru byla v průběhu posledních desetiletí provedena celá řada simulací a experimentů. V roce 2017 byl proveden experiment v Rutherford Appleton Laboratory (s použitím PW laserového systému VULCAN), kde byl využit inovativní kryogenický vodíkový terč. Tento experiment je zde prezentován, spolu s daty naměřenými s využitím radiochromických filmů (RCF) a jejich interpretací. Tato práce byla vypracována v ELI Beamlines (Fyzikální ústav, AV ČR, v.v.i.) v rámci skupiny ELIMAIA (výzkumný program 3) a klade si za cíl rozvíjet využití diagnostiky (např. postupy zpracování naměřených dat a simulace), která využívá štosové RCF detektory. Způsob vytváření RCF štosů je prezentován spolu s několika názornými příklady. Zařízení umožňující spolehlivou manipulaci se štosovými RCF detektory bylo navrženo pro práci ve vakuové komoře ELIMAIA.

Research of the laser driven ion acceleration is an important and promising field of study because of its many possible applications in different scientific areas (isotope production, radiotherapy, radiography, etc.). Many simulations and experiments were performed in last decades to explain the laser-driven ion acceleration mechanisms in different laser regimes. In 2017 an experiment using an innovative cryogenic H-target was performed at the Rutherford Appleton Laboratory (PW VULCAN laser system) and is discussed in this thesis, together with radiochromic film (RCF) diagnostics results. This thesis was completed at the ELI Beamlines facility (Institute of Physics, AS CR, v.v.i.) in Prague within the ELIMAIA team (research program 3) and aims to develop a tool useful for modeling and analyzing irradiated RCF stack results. RCF stack building process is presented as well as several stack design examples. Moreover, RCF holder for convenient and reliable manipulation with RCF stacks in the ELIMAIA beamline has been designed.