馬文君主持

林晨首先介紹了激光等離子體加速器的工作原理、發(fā)展歷程及其優(yōu)勢(shì)。自1979年Tajima和Dawson提出尾場(chǎng)等離子體波加速原理以來(lái)，激光等離子體加速器在技術(shù)上取得了顯著進(jìn)展，目前已實(shí)現(xiàn)最高能量150MeV的質(zhì)子加速。激光加速的優(yōu)勢(shì)主要為加速梯度高，可達(dá)GV/m甚至TV/m，是傳統(tǒng)加速器的百萬(wàn)倍量級(jí)，為粒子加速器的小型化提供了可行性。

林晨作報(bào)告

接著，林晨對(duì)激光等離子體加速器的應(yīng)用進(jìn)行了廣泛的介紹。激光等離子體加速器在多方面都有著巨大的應(yīng)用潛力，特別是在腫瘤放療方面，超高劑量率FLASH電離輻射在腫瘤放療方面可能具有優(yōu)勢(shì);激光加速器免疫放療可能是腫瘤治療的新方法。此外，激光加速質(zhì)子還可以用于材料輻照與損傷、寬能譜質(zhì)子成像、質(zhì)子激發(fā)X熒光分析(PIXE)技術(shù)、磁約束核聚變裝置內(nèi)部的診斷等。

隨后，她介紹了北京大學(xué)激光等離子體加速器的發(fā)展歷程和當(dāng)前進(jìn)展。在2013～2018年間建設(shè)的超小型激光加速器(Compact Laser Plasma Accelerator-CLAPA-I)已成功實(shí)現(xiàn)激光驅(qū)動(dòng)質(zhì)子加速，其峰值流強(qiáng)可以達(dá)到kA量級(jí)，在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出了獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。激光加速質(zhì)子束的控制是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。在2019年，北京大學(xué)繼續(xù)承擔(dān)了科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“拍瓦激光質(zhì)子加速器裝置研究與應(yīng)用示范”項(xiàng)目，將基于重頻拍瓦(10^15 W)激光器的激光質(zhì)子加速器(CLAPA-II)，研制開(kāi)發(fā)穩(wěn)定可靠的激光質(zhì)子放射治療系統(tǒng)，并開(kāi)展圍繞腫瘤治療的應(yīng)用示范研究。位于北京激光加速創(chuàng)新中心的CLAPA-II激光加速器已于今年七月進(jìn)入實(shí)驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)階段。

質(zhì)子放療需要精確控制質(zhì)子束，基于磁鐵的傳統(tǒng)束線在匹配激光加速離子束流特性方面具有一定局限性，質(zhì)子束的精準(zhǔn)傳輸面臨諸多挑戰(zhàn);等離子體與束流的相互作用機(jī)制提供了束流調(diào)控的全新方法。與傳統(tǒng)磁鐵束線相比，等離子體透鏡具有磁場(chǎng)梯度高(kT/m)、聚焦能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。北京大學(xué)首次總結(jié)了基于電離毛細(xì)管的主動(dòng)等離子體透鏡聚焦和傳輸質(zhì)子的束流動(dòng)力學(xué)模型，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在束線中使用等離子體透鏡，有望實(shí)現(xiàn)激光加速器的徹底小型化。

最后，林晨對(duì)報(bào)告進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)不同參數(shù)匹配情況下帶電粒子束流與等離子體相互作用機(jī)制的潛在應(yīng)用進(jìn)行了展望，指出了未來(lái)激光加速器的研究和應(yīng)用的可能方向。