Е.Ю. Локтионов, А.В. Павлов, Н.А. Пасечников, Ю.С. Протасов и др.
8
стиками ионных пучков важно для создания разогретого плотного ве-
щества (WDM — warm dense matter, т. е. изохорически нагретого до
температуры 100 эВ твердого вещества с плотностью в 1–10 раз выше
таковой при нормальных условиях, когда энергия электрон-ионного
взаимодействия сопоставима с кинетической энергией электронов), в
случае если применение рентгеновского излучения и ударного сжатия
ограничено низкой пространственной однородностью, а ускорителей и
электрических импульсных источников ионов — сравнительно боль-
шой длительностью (1…10 нс) воздействия.
Ожидается, что использование лазерных ускорителей ионов в луче-
вой терапии позволит сделать существующие методы лечения более
дешевыми и доступными как в случае инжекции высокоэнергетичных
ионов в радиочастотные ускорители, так и в случае создания чисто оп-
тических систем с минимальным расстоянием транспортировки ионов.
Становится возможным также более точное фракционирование и суще-
ственное увеличение мощности дозы. Кроме терапии, ускоренные ионы
используются и в диагностике — позитронно-эмиссионной томографии
(ПЭТ), установки для которой в традиционном исполнении не только
дороги и громоздки, но и требуют серьезной радиационной защиты.
Применение лазеров, способных обеспечивать плотности мощности из-
лучения ~10
20
Вт/см
2
с частотой ~1 кГц, позволит достичь активности
распада короткоживущих изотопов ~ГБк, достаточной для конкуренто-
способных ПЭТ-установок.
Взаимодействие лазерно-ускоренных ионов с другими мишенями
может индуцировать ядерные реакции различных типов, что значи-
тельно расширяет возможности исследования вне специализирован-
ных центров и делает их более безопасными. Недавно предложена
схема процесса деления-синтеза для создания богатых нейтронами
ядер для моделирования астрофизических процессов, требующая
плотности мощности ~3·10
22
Вт/см
2
[30]. Кроме того, потоки нейтро-
нов, полученные таким образом, могут быть использованы для луче-
вой терапии, нейтронной радиографии, исследования процессов ра-
диационной деградации материалов, трансмутации ядерных отходов.
Ожидается также, что полученный при интенсивности воздействия
~10
21
Вт/см
2
поток ускоренных ионов может быть использован для
получения пи-мезонов с гораздо большим выходом, чем при исполь-
зовании традиционных ускорителей. При интенсивности ~10
23
Вт/см
2
ожидается получение потоков ~20 МэВ мюонных нейтрино [31].
Практический интерес к созданию компактных лазерных ускори-
телей электронов в основном связан с их возможным применением в
качестве первой ступени традиционных линейных ускорителей, а
также с возможностью получения коротких электромагнитных им-
пульсов в труднодоступных диапазонах. Повышение интенсивности
до уровня ~10
22
Вт/см
2
позволит осваивать гамма-диапазон электро-
магнитного излучения вплоть до
h
ν ~ 1 ГэВ. Особым преимуществом
лазерного ускорения является то, что тот же самый лазерный им-
