Assegno di ricerca Post-doc su Accelerazione Laser-Plasma

Il laboratorio ILIL ha bandito un assegno di ricerca post-doc di 1 anno (circa 1620 euro/mese) per un giovane ricercatore (età < 36 anni).  
Il progetto ha lo scopo di studiare l’applicazione di particelle energetiche e di sorgenti secondarie X/gamma, entrambi prodotti da laser, in ambito medico e per l’analisi elementare non-distruttiva (per esempio attraverso tomografia a raggi X o tecnica PIXE).
Sono richiesti un PhD o alternativamente una esperienza di ricerca post laurea in Fisica, Chimica, Matematica o Ingegneria, e una buona conoscenza scritta e parlata della lingua inglese.
 
Istruzioni più dettagliate possono essere trovate su http://bandi.urp.cnr.it/doc-assegni/documentazione/8603_DOC_IT.pdf, Codice Bando INO-008-2019-PI-Prot 0012566.
Deadline: 18/03/2019.

 

Per maggiori informazioni contattare:

Fernando Brandi, fernando.brandi@ino.cnr.it, tel. +39 050 315 2584
Luca Labate, luca.labate@ino.cnr.it, tel. +39 050 315 2255
Leonida A. Gizzi, la.gizzi@ino.cnr.it, tel. +39 050 315 2257

Nuovo articolo pubblicato su Nuclear Fusion

Un nuovo articolo, con alcuni coautori del gruppo ILIL, è stato recentemente pubblicato su Nuclear Fusion (D. Batani et al 2019 Nucl. Fusion 59, 032012).
L’articolo comprende una review dei risultati sperimentali ottenuti nelle recenti campagne sperimentali al PALS (Prague Asterix Laser System) a Praga, dedicate a studiare l’interazione laser-plasma ad intensità tipiche dello schema Shock Ignition per la Fusione a Confinamento Inerziale.
Le misure sono state ottenute irraggiando bersagli sottili (poche decine di micron) con impulsi di lunghezza d’onda 438 nm e 1314 nm a intensità prossime o superiori a 10^16 W/cm2.
Sono riportati nell’articolo e confrontati con i dati sperimentali anche alcuni risultati di simulazioni numeriche con codici idrodinamici (CHIC) o Particle In Cell (EPOCH).
Gran parte dei risultati inerenti l’interazione laser-plasma, in particolare la caratterizzazione delle instabilità parametriche (SBS, SRS e TPD), è stata ottenuta del gruppo ILIL.

Disponibilità di tesi di dottorato di ricerca nell’ambito della Fusione a Confinamento Inerziale

Generazione di elettroni veloci durante l’interazione laser-plasma in condizioni tipiche per lo schema “Shock Ignition” di fusione a confinamento inerziale.

 

La fusione a confinamento inerziale (ICF) è un processo per raggiungere l’innesco delle reazioni di fusione nucleare (ignizione) in cui il combustibile (deuterio e trizio) viene riscaldato e compresso attraverso potenti fasci di luce laser (o più raramente fasci di elettroni o ioni) (vedi figura). Lo schema “Shock Ignition” è uno schema ICF, in cui vengono separate le fasi di compressione e di ignizione: dopo la compressione del combustibile ottenuto con un fascio lungo (10 ns) e a bassa intensità (~1014 W/cm2), viene utilizzato un impulso corto (300-500 ps) ad alta intensità (~1016 W/cm2) per generare una forte onda d’urto che a sua volta produce l’ignizione. Tale schema è particolarmente promettente perché riduce significativamente le instabilità idrodinamiche che si sviluppano durante la compressione, e per questo suscita un notevole interesse dalla comunità scientifica internazionale. I ricercatori del laboratorio ILIL (Laboratorio Irraggiamento con Laser Intensi) sono coinvolti nella ricerca in questo settore, in collaborazione con ricercatori europei, USA e giapponesi, e tale ricerca è al momento finanziata dal Consorzio europeo Eurofusion. In particolare, i ricercatori ILIL sono impegnati nello studio dei processi di interazione del fascio laser con il plasma in condizioni più prossime possibile a quelle per lo “Shock Ignition”.

L’argomento proposto per questa tesi di dottorato è lo studio sperimentale della generazione di elettroni veloci (> 10 keV) durante l’interazione laser-plasma e la loro caratterizzazione in flusso ed energia. A seconda della loro energia, tali elettroni possono causare un pre-riscaldamento del combustibile, impedendone l’ignizione, o al contrario contribuire all’onda d’urto, facilitandola. Per tale motivo l’argomento proposto in questa tesi è fondamentale al fine di capire la fattibilità dello schema.
E’ ben noto che tali elettroni vengono prodotti dal “damping” di onde di plasma, generate da instabilità parametriche come lo scattering Raman stimolato (SRS) e il decadimento a due plasmoni (TPD). Tali processi sono però fortemente non-lineari, spesso in competizione tra loro, e la modellizzazione dell’intero processo di interazione con simulazioni numeriche è al momento non percorribile. Per questo motivo, è necessario uno studio sperimentale di tali processi in condizioni di interazione che richiedono laser potenti, di diversi kJoule di energia, disponibili in grandi facilities internazionali.

La tesi prevede quindi la partecipazione a esperimenti in tali, in collaborazione con ricercatori europei. Si tratterà di investigare la crescita delle instabilità parametriche in diverse condizioni di irraggiamento laser, la loro dipendenza dai parametri sperimentali e la generazione di elettroni veloci con diagnostiche principalmente spettroscopiche e calorimetriche. Il lavoro di tesi includerà la progettazione degli apparati di misura da utilizzare in situ, il montaggio e la presa dati, ed infine la loro analisi.

Per informazioni contattare: Dr. Gabriele Cristoforetti –  0503152222

Disponibilità di Tesi di Laurea nell’ambito del progetto LaserPIXE

E’ disponibile presso il Laboratorio di Irraggiamento Laser Intensi dell’Area della Ricerca del CNR di Pisa la possibilità di tesi di Laurea nell’ambito del progetto LaserPIXE (Laser driven Particle Induced X-ray Emission: source development and X-ray spectral/spatial analysis) che ha come obbiettivo di validare la tecnica PIXE con protoni da all-optical accelerator basato su interazione laser-plasma, e design di un prototipo di acceleratore compatto integrato.

La tecnica di analisi con fasci di ioni PIXE è un tecnica multi-elementale, quantitativa, altamente sensibile, rapida, non-invasiva e non-distruttiva per determinare la composizione degli starti superficiali di un campione, che si basa sulla spettroscopia della radiazione X caratteristica emessa da ciascun atomo in seguito all’irraggiamento con fasci di protoni/ioni.

Recentemente è stata dimostrata la possibilità di accelerare protoni/ioni tramite laser ad impulsi ultracorti e presso il Laboratorio di Irraggiamento Laser Intensi vengono prodotti con successo ioni con energie fino a 3 MeV, utilizzabili per misure PIXE.

Il progetto mira a sviluppare un prototipo compatto di convertitore laser-ioni per lo sviluppo del primo dimostratore compatto LaserPIXE con la collaborazione della ditta VCS S.R.L. di Parma altamente specializzata nella realizzazione di componenti di alto vuoto e alta precisione meccanica.

Si prevede anche la messa a punto di tecniche sperimentali avanzate di rivelazione di radiazione X e di ricostruzione di immagini per applicazioni biomediche e di conservazione dei beni culturali.

 

Per informazioni contattare

Dr. Fernando Brandi, fernando.brandi@ino.cnr.it, tel 050 315 2584

 

 

Nuovi Video divulgativi su Laser e Accelerazione Laser-Plasma

Per favorire un avvicinamento di tutti alle nostre attività di ricerca, il nostro laboratorio ha prodotto due video divulgativi che illustrano il funzionamento di un laser e il processo di accelerazione attraverso fasci laser.

Inaugurazione del nuovo impianto laser e della sala di interazione.

Nell’ambito del Simposio INO 2018 che si è tenuto a Pisa il 15 e 16 marzo, si è svolta l’inaugurazione del nuovo impianto laser preceduto da interventi dei protagonisti europei della ricerca sui laser di altissima potenza. Il programma del Simposio su http://research.ino.it/Events/Symposium2018.  Dettagli disponibili sul comunicato stampa del CNR.

 

Segnaliamo alcuni articoli della stampa locale su questo evento.

– Cnr, ecco il super laser per diagnosi precoci del cancro – Il Tirreno

– Al Cnr di Pisa inaugurato il laser da 200mila miliardi di watt

– Nuovo impianto laser ad alta potenza al Cnr: è l’unico in Italia e tra i pochi in Europa

Articolo di Ricerca su Interazione Laser-Plasma in condizioni rilevanti per Shock Ignition, promosso come Editor’s Pick da Physics of Plasmas

Lo schema “Shock Ignition” (SI) è un promettente approccio per il raggiungimento dell’ignizione laser, che utilizza impulsi laser intensi per la formazione e la propagazione di una forte onda d’urto sul combustibile pre-compresso. Tale schema, proposto nel 2007 da R. Betti (Rochester University, USA), ha il vantaggio di ridurre sensibilmente le instabilità idrodinamiche. Inoltre, dato l’alto guadagno dello schema, la validità della SI può essere già testata nelle grandi laser facilities già esistenti, come la National Ignition Facility a Livermore o il Laser MegaJoule a Bordeaux.

Nell’ambito di un progetto collaborativo Europeo, recentemente finanziato da Eurofusion (European Consortium for the Development of Fusion Energy), abbiamo recentemente partecipato a diverse campagne sperimentali presso il Prague Asterix Laser System (Praga, Repubblica Ceca) per studiare i processi di interazione laser-plasma in condizioni rilevanti per la Shock Ignition, cioè intensità laser di circa 10^16 W/cm2 focalizzati su plasmi lunghi (mm) e caldi (diversi keV).

L’articolo  “Measurements of parametric instabilities at laser intensities relevant to strong shock generation” analizza in dettaglio lo sviluppo di instabilità parametriche (Stimulated Raman Scattering, Stimulated Brillouin Scattering, Decadimento a due Plasmoni) in tali condizioni. L’articolo è stato recentemente pubblicato su Physics of Plasmas a scelto dall’editore come Editor’s Pick.

2 posizioni Post Doc disponibili

Le attività di ricerca in corso presso ILIL comprendono l’accelerazione di elettroni e protoni, la generazione di raggi X e gamma, e l’applicazione di tale radiazione ad alta energia. In questo contesto, stiamo cercando 2 giovani (<36 anni) scienziati per 2 anni di assegno di ricerca ciascuno (stipendio netto circa 1600 euro/mese), da assumere nell’ambito del progetto ARCO-CNR “LaserPIXE “, Recentemente finanziato dalla Regione Toscana (partner partecipanti: Istituto Nazionale di Ottica – CNR, Istituto di Fisiologia Clinica – CNR, INFN – Sezione di Firenze, VCS Parma). L’attività lavorativa riguarderà l’applicazione di particelle ad alta energia (elettroni e protoni) e radiazione X/gamma, generate mediante interazione laser-plasma ad alta intensità, in medicina e analisi elementare non distruttiva (ad esempio tomografia a raggi X e emissione di raggi X indotta da particelle energetiche – PIXE). È richiesto un dottorato di ricerca o 3 anni di esperienza post-laurea in Fisica, Chimica, Matematica, Informatica o Ingegneria, oltre a una buona conoscenza dell’inglese parlato e scritto.

Qui è possibile scaricare il bando.

 

Scadenza: 15 gennaio 2018

Per ulteriori informazioni si prega di contattare:
Fernando Brandi, fernando.brandi@ino.cnr.it, tel. +39 050 315 2584
Luca Labate, luca.labate@ino.cnr.it, tel. +39 050 315 2255
Leonida A. Gizzi, la.gizzi@ino.cnr.ir, tel. +39 050 315 2257