Le déanaí, rinne taighdeoirí ó Ollscoil Québec turgnamh rathúil ag an tSaotharlann Foinse Solais Léasair Casta ag Comhairle Náisiúnta um Thaighde Cheanada (INRS), rud a léirigh úsáid ionchasach na teicneolaíochta léasair ultrafast le haghaidh teiripe radaíochta ailse.
“Tá sé léirithe againn don chéad uair, faoi choinníollacha áirithe, gur féidir le léas léasair atá dírithe go docht ar aer comhthimpeallach leictreoin a luasghéarú go dtí raon fuinnimh MeV (mega-leictreonvolta), arb ionann é agus an fuinneamh céanna le cuid de na radaitheoirí a úsáidtear i radaíocht ailse. teiripe." dúirt Franois Légaré, ollamh INRS agus ceannaire eolaíoch ar an tSaotharlann Foinsí Solas Casta (ALLS).
Trí thimthriallta éagsúla de léasair millijoule (mJ)-leibhéal, femtosecond (fs), infridhearg (IR) a dhíriú go docht, gineann na taighdeoirí léasacha leictreoin choibhneasta san aer comhthimpeallach agus baineann siad rátaí arda dáileog suas le 0 amach.15 Gray in aghaidh an tsoicind (Gy/s). Ag brú an atmaisféir, shroich a ndéine léasair 1 × 1019 vata in aghaidh an ceintiméadar cearnach (W/cm-2). Thomhais an fhoireann an léas leictreon a bhí mar thoradh air agus fuair siad amach go raibh uasfhuinneamh suas le 1.4 MeV aige.
Thaispeáin an fhoireann an chaoi a dtagann fócas teann an léasair, an tonnfhad fada, agus an fad bíge gearrthimthriall le chéile chun éifeacht b-chomhtháthaithe ar an léas léasair dírithe a theorannú. Is leor an dlús ard móilíní aeir sa toirt fócasach ianaithe chun plasma a fhoirmiú gar don dlús criticiúil, rud a sholáthraíonn éifeachtacht chomhshó ard ó léasair go leictreoin. Trí insamhaltaí tríthoiseach cáithníní-i-cill, dheimhnigh na taighdeoirí go bhfuil an mheicníocht luasghéaraithe bunaithe ar choibhneasta, tá poitéinseal mais-tairiscint, agus teoiriciúil comhsheasmhach le fuinneamh leictreon tomhaiste agus scaipthe.
Scéimreach an leagain thurgnamhaigh: tá bíoga de sholas léasair infridhearg ultrashort dírithe go docht ar an aer mórthimpeall, ag táirgeadh dáileog ard de radaíocht ianaíoch.
Creideann na taighdeoirí go n-eascraíonn neart na foinse leictreoin seo faoi thiomáint léasair as a simplíocht. Is féidir le snáthoptaice fócasaithe amháin san aer mórthimpeall léas leictreoin a tháirgeadh a sheachadann dáileog radaíochta ar fiú na bliana é do dhuine atá ina sheasamh méadar ar shiúl i níos lú ná soicind. Níl aon socruithe casta nó seomraí folúis ag teastáil, rud a fhágann go bhfuil an modh seo oiriúnach do go leor feidhmchlár ionradaíochta trí na ceanglais maidir le foinsí leictreoin ultrafast MeV a tháirgeadh a laghdú.
Chuir dul chun cinn sa teicneolaíocht léasair ar chumas luasghéarú réimse múscail léasair - próiseas a luasghéaraíonn leictreoin chuig ardfhuinnimh i dtréimhse an-ghearr ama trí phlasma a ghiniúint - oibriú sa lár-infridhearg le córais mJ-aicme chun sreabha cáithníní arda de leictreoin MeV a tháirgeadh. is féidir a úsáid i dtaighde radai-bhitheolaíochta. Mar sin féin, teastaíonn suiteálacha casta agus toirtiúla i ndlísheomraí folúis ó na foinsí leictreoin seo faoi thiomáint léasair ardfhuinnimh, rud a chuireann teorainn le rochtain ar an léas.
D’fhéadfadh foinsí leictreoin MeV faoi thiomáint léasair cur chuige nua a sholáthar maidir le cóireáil ailse, mar theiripe radaíochta FLASH, modh chun siadaí a chóireáil atá frithsheasmhach in aghaidh teiripe radaíochta traidisiúnta. Le teiripe FLASH, is féidir dáileoga arda radaíochta a sheachadadh i microseconds in ionad nóiméad. Cuidíonn an luas seachadta seo leis an bhfíochán sláintiúil atá thart ar an meall a chosaint ó éifeachtaí na radaíochta. Cé nach dtuigtear go hiomlán éifeachtaí FLASH, creideann eolaithe go bhféadfadh FLASH a bheith ina chúis le dí-ocsaiginiú tapa fíocháin shláintiúla, ag laghdú íogaireacht an fhíocháin do radaíocht.
Ráta dáileog radaíochta tomhaiste (scála logartamach) mar fheidhm achar ón bpointe fócasach ar feadh trí fhuinneamh cuisle léasair éagsúla.
"Níor éirigh le haon staidéar nádúr an éifeacht flash a mhíniú go fóill," a dúirt an taighdeoir Simon Vallières, "Mar sin féin, tá tréithe comhchosúla ag an bhfoinse leictreon a úsáidtear i teiripe radaíochta FLASH agus an ceann a ghineann muid tríd an léasair a dhíriú go dian ar aer comhthimpeallach. Nuair a bheidh rialú níos fearr ar na foinsí radaíochta, ligfidh staidéir bhreise dúinn cúiseanna na héifeachta splanc a fhiosrú agus teiripe radaíochta níos fearr a sholáthar d’othair ailse ar deireadh thiar.”
Creideann na taighdeoirí go dtiocfaidh méadú ar scalability a gcur chuige le forbairt leanúnach léasair meánchumhachta ard sa rang mJ. D'fhéadfadh forbairt tapa foinsí léasair, ag díriú ar fhuinnimh chuisle méadaithe agus ar rátaí athrá, an teicníc INRS a leathnú chuig fuinneamh leictreon níos airde agus rátaí dáileog níos mó.
Chuir na taighdeoirí béim freisin ar an tábhacht a bhaineann le sábháilteacht agus iad ag déileáil le bíomaí léasair dírithe go docht ar an aer máguaird. Nuair a rinneadh tomhais i gcóngar na foinse radaíochta, thug an fhoireann faoi deara rátaí dáileog radaíochta ó leictreoin a bhí trí nó ceithre huaire níos airde ná iad siúd a úsáidtear i ngnáthteiripe radaíochta.
"Ceadaíonn fuinneamh breathnaithe na leictreon (MeV) dóibh bogadh níos mó ná 3 mhéadar san aer nó cúpla milliméadar faoin gcraiceann," a dúirt Vallières, "rud a chuireann an baol go dtarlódh nochtadh radaíochta d'úsáideoirí na foinse solais léasair. Ag fáil amach is deis í an ghuais radaíochta seo chun cleachtais níos sábháilte a chur i bhfeidhm sa tsaotharlann."
