强脉冲重离子诱发固体溅射离子动量分布研究

Momentum of the sputtering ions from a solid target induced by intense pulsed heavy ions contains the energy loss information of the projectiles in strong-coupled plasma, which is useful to understand the energy deposition process of the projectile and the sputtering dynamic of the target.. Using a momentum CT, experiments will be performed at the stripping film of RIBLL2, HIRFL-CSR in Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Science, to obtain the momentum distribution functions of the sputtering ions induced by 50-400MeV/u C, Ar, Kr, Xe etc. intense pulsed heavy ions bombarding C, Si, Al, Au, Ta etc. solid targets. Besides, the influence of the incident particle collective effect on the energy deposition and the sputtering process will be clarified. The experiments will provide a new method for studying the thermodynamic of the transient strongly coupled plasma.

强脉冲与固体相互作用是一种极端反应，可使靶物质产生瞬时高能量密度物态—强耦合等离子体，并伴随着宏观尺度的能量沉积与瞬时发射的大量带电粒子（粒子暴）。强脉冲诱发的固体溅射离子动量分布函数反映了炮弹在强耦合等离子体中的能损信息，有助于理解入射离子集体效应引起的高密度能量沉积与靶物质溅射动力学过程。. 本项目拟在中科院近物所HIRFL-CSR RIBLL2剥离膜处开展强脉冲重离子与固体靶相互作用实验，通过搭建动量CT原型机，克服传统谱仪只能获取某一方面信息片段的局限，实现粒子暴情况下溅射离子全空间中的动量分布测量，获得50-400MeV/u强脉冲C、Ar、Kr、Xe等重离子与C、Si、Al、Au、Ta等固体靶碰撞产生的溅射离子动量分布函数，为重离子驱动惯性约束聚变、瞬态强耦合等离子体热力学性质、高能量密度物质物态方程等研究提供新的检测方法。

强脉冲与固体相互作用是一种极端反应，可使靶物质产生瞬时高能量密度物态—强耦合等离子体，并伴随着宏观尺度的能量沉积与瞬时发射的大量带电粒子（粒子）。强脉冲诱发的固体溅射离子动量分布函数反映了炮弹在强耦合等离子体中的能损信息，有助于理解入射离子集体效应引起的高密度能量沉积与靶物质溅射动力学过程。. 本项目在中国科学院近代物理研究所EBIS平台开展重离子与固体相互作用实验，通过研制大面积二维位置灵敏MCP探测器，搭建动量CT原型机，克服了传统谱仪只能获取某一方面信息片段的局限，通过GEANT4模拟以及自主开发的数据反演程序，实现了离子暴情况下溅射离子全空间中的动量分布测量，为重离子驱动惯性约束聚变、瞬态强耦合等离子体热力学性质、高能量密度物质物态方程等研究提供了一种新的检测方法。