[发明专利]大功率连续辐射伽马激光器

说明书

技术领域：本发明属物理仪器、能源、军工领域。 

背景技术：伽马(γ)射线是指波长短于0.2埃(2×10^-11m)的电磁波。γ射线的波长比X射线还要短，因此很难产生，γ射线激光就更难产生。在原子核能级跃迁时能辐射γ射线。但由于以下原因，很难基于这个效应，按传统方式制作γ射线激光器。 

γ射线与原子相互作用有六种方式：光电效应；康普顿效应；电子对效应；相干散射；光致核反应；核共振反应。前三种反应是主要的，对于30MeV以下的γ射线，通过前三种反应吸收的γ射线是99％。因此，不能按传统方式制作γ射线激光器。迄今为止，也确实没有做出这种激光器。 

γ射线激光器是很重要的。对于科学研究，有不可代替的重要作用。例如，单光子50MeV以上的γ射线激光可以用来识别原子核的结构。由此，人们对于物质结构就能有更深刻的认识；如果大功率连续辐射γ射线激光器能被制造出来，就可以实现可控核聚变，这样人类能源问题就可以解决。此外，在工业、医疗、国防领域都有极其重要的应用。因此，研究制作γ射线激光是极其必要的。 

本发明提出一种大功率连续辐射伽马激光器的制作方案。 

发明内容：大功率连续辐射伽马激光器的制作方案如下： 

一种大功率连续辐射伽马激光器，其特征是，这种伽马激光器由低温等离子体部分，伽马射线发生器，冷却系统和伽马射线屏蔽罩构成。 

它的低温等离子体部分是一个内部充满了被伽马射线辐照着的低温等离子体的密闭容器，这个容器可以是个圆筒，也可以是一个由内、外两个圆筒构成的密闭圆筒环，其中的低温等离子体由电离的原子核与电子组成，辐射等离子体的伽马射线来自于伽马射线发生器，相应的伽马光子的能量大于或等于将低温等离子体中的原子核从基态激发到激发态所需要的能量。 

它的伽马射线发生器是这样一种加速器，加速器对电子和质子加速，加速电压连续可调，电子和质子在加速器内对撞，对撞辐射出的伽马光子的能量大于或等于将低温等离子体中的原子核从基态激发到激发态所需要的能量，这些伽马光子穿过加速器和低温等离子体之间的隔壁辐射到低温等离子体上。 

它的伽马射线发生器的电子和质子对撞部分，也就是伽马射线发生部分，分为A、B两 区，A区是由内、外两个圆筒构成的密闭圆筒环，内圆筒套在低温等离子体圆筒的外部，也可以将A区制成圆筒，而低温等离子体部分是内、外两个圆筒构成的密闭圆筒环，低温等离子体的内圆筒套在A区的外部，A区辐射出的伽马光子从侧面辐照低温等离子体，B区安置在低温等离子体圆筒或圆筒环的一端，B区辐射出的伽马光子从这端辐照低温等离子体，低温等离子体圆筒或圆筒环的另一端是伽马激光的出口。 

它的盛装低温等离子体的密封筒可以与直流电源正极相连。 

它的冷却系统由流动的冷却液体或气体构成，在低温等离子体和伽马射线发生区之间有冷却液体或气体流动，在包围着低温等离子体部分和伽马射线发生器的表面也有冷却液体或气体流动。 

它的伽马射线屏蔽罩由厚10cm以上的铅制作，除了低温等离子体部分的伽马激光出口端外，伽马射线屏蔽罩包围了伽马激光器的其余部分。 

它的等离子体也可以是失去了部分电子的正离子和电子构成。这样的激光器可以辐射软伽马激光、X激光，或紫外激光。 

这种伽马激光器可以多级串联使用，第一级可以作为种子激光源，其余各级不用低温等离子体端部的伽马射线发生器。 

伽马激光器或者其它波段的高能光子激光器也可以按如下方案制作：在加速器内，将原子核或失去了部分电子的的正离子与电子加速到这样的能量，在电子与原子核或正离子对撞后，原子核或正离子能被激发到激发态，被加速后的电子与原子核或正离子将对撞，对撞后的电子与原子核或正离子在电磁场作用下分离，并再次被加速、再次对撞，处于激发态的原子核或正离子，将由于它们的自发辐射与受激辐射而辐射出伽马激光或其它波段的高能激光。 

电离为等离子体的原子可根据需要选择。不同的原子核激发态的寿命互不相同，辐射出伽马光子的能量也互不相同。大功率的伽马激光器应选择激发态的寿命长的原子，小功率的伽马激光器可选择激发态的寿命短些的原子。但无论哪种伽马激光器，所选择原子核的激发态寿命都不能短于10^-8秒，选择原子核激发态寿命长于10^-7秒的原子是必要的。