Descrizione del modulo "Sviluppo laser e diagnostica per schemi di ignizione avanzata per energia da fusione laser (MD.P03.034.002)"

Type
Label
  • Descrizione del modulo "Sviluppo laser e diagnostica per schemi di ignizione avanzata per energia da fusione laser (MD.P03.034.002)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Le attivita' di ricerca rientrano principalmente nel campo della fusione a confinamento inerziale; gli sforzi in corso da parte della comunita' scientifica internazionale mirano a dare, nel lungo termine, una fonte di energia pulita e di fatto inesauribile. A piu' breve termine, lo sviluppo di diagnostiche per radiazione X di nuova concezione trova potenziale impiego in campi quali la dosimetria ambientale e la medicina. La sintesi si NP pure di Au e di Pd hanno grandi potenzialità rispettivamente per applicazioni mediche di drug delivery e per applicazioni catalitiche. (literal)
Tematiche di ricerca
  • La ricerca condotta nel quadro di questo modulo riguarda principalmente la fusione a confinamento inerziale (ICF). In questo contesto generale, le tematiche di ricerca del modulo sono concentrate da una parte nel campo dei laser utilizzati per la ICF, ed in particolare nello studio di schemi avanzati di amplificazione (basati su amplificazione parametrica) e, in collaborazione con altri Istituti del CNR, l'impiego di nuovi materiali come mezzi attivi. Dall'altra parte, la ricerca riguarda i processi fisici che avvengono in plasmi in regimi rilevanti per la ICF, in particolare in schemi di ignizione avanzati quali fast e shock ignition; piu' precisamente, la ricerca si concentra principalmente sullo sviluppo di diagnostiche avanzate di nuova concezione per lo studio, principalmente mediante spettroscopia X, della generazione e del trasporto dei cosiddetti \"elettroni veloci\". Rientra tra le attivita' anche la sintesi, con tecnica PLAL, e la manipolazione con irraggiamento laser di NP metalliche e leghe (tra cui Au, Pd da e FePt), e in particolare i parametri che ne influenzano la crescita, la morfologia e la struttura. Si indagherà la sintesi di NP con tecnica a doppio impulso. (literal)
Competenze
  • Il gruppo operante presso l'Intense Laser Irradiation Laboratory, al quale appartiene il personale del modulo, e' attivo da anni nel campo dell'interazione laser-plasma ad alta intensita'. Negli ultimi anni l'attivita' si e' concentrata in particolare da una parte, nel campo dello sviluppo laser, nello studio di schemi avanzati di amplificazione ottica basati su amplificazione parametrica e dall'altro, nel campo della caratterizzazione di plasmi di interesse fusionistico, nello studio della generazione e del trasporto di elettroni veloci, delle instabilita' parametriche, dei meccanismi di emissione di radiazione X. Per quanto riguarda la sintesi di NP via PLAL, si avvarrà di competenze interne al modulo, per quanto riguarda il processo di ablazione laser e di cavitazione in ambiente liquido, e di competenze e collaborazioni esterne per la caratterizzazione dei colloidi ottenuti. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • La sintesi di NP di FePt via PLAL ha enormi potenzialità per la loro applicazione in mezzi di registrazione magnetica di prossima generazione. (literal)
Tecnologie
  • Nel corso dell'attivita' di ricerca si utilizzano spesso codici di simulazione numerica nei seguenti ambiti: idrodinamica e trasporto di radiazione in plasmi, fisica atomica di plasmi, ray-tracing di schemi di ottiche X complessi, analisi e simulazione di interferogrammi. (literal)
Obiettivi
  • Gli obiettivi sono molteplici: - nel campo dello sviluppo laser: lo studio di nuovi schemi di amplificazione, basati su amplificazione ottica parametrica con impulsi di pompa lunghi (ns), ed in particolare la loro caratterizzazione per quanto riguarda il contrasto ottenibile nonche' la possibilita' di effettuare uno shaping temporale dell'impulso. - nel campo dello sviluppo di diagnostiche innovative X per plasmi laser: lo studio di una nuova tecnica di spettroscopia X, basata sull'impiego simultaneo di sensori CCD in regime di singolo fotone e di array di pinhole, che permetta di effettuare spettroscopia X su un ampio range di energie (fino a decine di keV) con simultanea risoluzione spaziale 2D. Tale diagnostica si rivelerebbe adatta, operando anche in regime di single-shot, per lo studio dei processi che avvengono in plasmi di interesse per gli schemi avanzati di fusione quali fast e shock ignition. Per quanto riguarda la produzione di NP, gli obiettivi principali sono quello di aumentare il know-how sul processo di formazione e sui parametri sperimentali coinvolti e di individuare i campi applicativi per cui la tecnica PLAL è competitiva rispetto a sintesi di tipo chimico. (literal)
Stato dell'arte
  • La ricerca nel campo della fusione a confinamento inerziale vede attualmente da una parte la costruzione di due grandi installazioni (la National Ignition Facility in USA ed il Laser MegaJoule in Francia) che si prefiggono il raggiungimento dell'ignizione mediante schemi classici abbastanza consolidati (in particolare il cosiddetto indirect drive) e dall'altra una crescente attivita' di ricerca, sia teorica che sperimentale, su nuovi approcci (fast ignition e shock ignition) che consentano, in generale, di rilassare i requisiti sulle caratteristiche dei fasci laser necessari per la compressione e di aumentare il guadagno. In Europa la fase preparatoria del progetto di grande infrastruttura della roadmap ESFRI \"HiPER-High Power Laser Energy Research Facility\", nel quadro del quale si svolge in larga parte l'attivita' di ricerca del modulo, vede un grande sforzo di indagine in particolare su questi nuovi approcci. Per quanto riguarda la sintesi di NP, la tecnica PLAL sta destando un notevole interesse scientifico per alcune potenzialità (purezza chimica dei prodotti e la semplicità di processo) anche se questa attenzione non è sempre accompagnata dalla conoscenza dei processi fisici. (literal)
Tecniche di indagine
  • Le attivita' di ricerca nel campo degli studi di interazione laser-plasma nell'ambito della fusione inerziale si avvalgono principalmente di tecniche di spettroscopia ottica, anche con risoluzione spaziale e/o temporale, e di spettroscopia X, anche con risoluzione spaziale e/o temporale. Inoltre vengono utilizzate tecniche interferometriche o shadowgrafiche per la caratterizzazione della densita' elettronica dei plasmi. Inoltre si utilizzano rivelatori di particelle e/ gamma quali scintillatori+fotomoltiplicatori nonche' RCFs (film radiocromici). Fa parte dell'attivita' del modulo lo sviluppo di diagnostiche innovative, soprattutto per quanto riguarda la spettroscopia X. Il processo di ablazione in ambiente liquido e la sintesi di NP verrà studiato tramite tecnologie ottiche (imaging, shadowgrafie, microscopia ottica, spettroscopia) sia tramite la caratterizzazione dei colloidi eseguita in altre strutture (TEM-EDX, AFM, SERS, potenziale Z) (literal)
Descrizione di

Incoming links:


Descrizione
data.CNR.it