強磁場を利用したイオン加速の増強

利用强磁场增强离子加速

• 批准号: 20J10496
• 负责人: 森田 大樹
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J10496/
• 关键词: イオン加速; 強磁場; レーザープラズマ; 高ネルギー密度科学

本研究課題は、当該分野で広く用いられるレーザー駆動コイルという磁場発生手法を用いて、従来のイオン加速メカニズムを増強し、イオンの最大加速エネルギーを引き上げることを目的としている。以下に採用期間中における研究実績の概要を記載する。採用までの準備期間(2019年度)では、レーザー駆動コイルにレーザー照射する際に生成されるプラズマと、コイル自身が高温化することで放射されるX線が、イオン源である薄膜表面をプラズマ化し、イオンの最大加速エネルギーを低下させるという問題点を示した。本成果は採用1年目中に国際学術誌High Energy Density Physicsにて発表された。採用1年目(2020年度)では、本研究の基盤となる、室温から数10万度という広い温度領域における導電率の温度依存性と、加熱に伴う物性変化を考慮したレーザー駆動コイルのモデル構築という2点についての研究に従事した。採用1年目では、上記2点の課題に取り組み、広い温度領域における導電率の温度依存性の評価と、その結果を用いた導体中でのJoule加熱に伴う導電率変化を自己無撞着に含んだレーザー駆動コイルのモデル化を達成した。また、本成果は2020年度に国際学術誌Physical Review Eに掲載された。採用2年目(2021年年度)では、1年目で達成した研究成果を基に、レーザー駆動コイルで生成される強磁場が誘導加熱を伴い金属中にどのように浸透するかを数値的に示した。本成果は2021年度に国際学術誌Matter and Radiation at Extremesに掲載され、Editor’s Pickにも選出された。また、国際学会Asia-Pacific Conference on Plasma PhysicsでもTopical Plenaryとして発表を行った。

This research topic is: when the field is divided into two parts, the field acceleration is increased, the maximum acceleration is increased, and the field generation method is increased. The following is a summary of the results of the study during the adoption period. During the preparation period of the adoption (2019), the maximum acceleration of the film surface is increased and the maximum acceleration of the film surface is decreased. This work was developed by High Energy Density Physics, an international academic journal. 1 year (2020) is used for this study. The temperature dependence of conductivity in the temperature domain is considered. The temperature dependence of conductivity is considered. The temperature dependence of conductivity is considered. Using the one-year goal and the topics mentioned in the two points above, the evaluation of the temperature dependence of electrical conductivity in the broad temperature field, and the application of the results, we have achieved the goal of Joule heating in conductors with changes in electrical conductivity without collision with ourselves and with the integration of motion and flexibility. The results were published in the 2020 International Academic Review E. In 2021, the research results were achieved in 2020 and 2021. The results showed that the high magnetic field induced heating and penetration of metals were achieved in 2020 and 2021. This work was published in the 2021 International Academic Journal Matter and Radiation at Extremes, Editor's Pick. The Asia-Pacific Conference on Plasma Physics was held in Beijing.

项目成果

Modeling of laser-driven coil for short-pulse lasers

短脉冲激光器的激光驱动线圈建模

• 发表时间: 2022
• 作者: Law K. F. F.;Abe Y.;Morace A.;Arikawa Y.;Sakata S.;Lee S.;Matsuo K.;Morita H.;Ochiai Y.;Liu C.;Yogo A.;Okamoto K.;Golovin D.;Ehret M.;Ozaki T.;Nakai M.;Sentoku Y.;Santos J. J.;d'Humi?res E.;Korneev Ph.;Fujioka S.;松尾健司;H. Morita and S. Fujioka
• 通讯作者: H. Morita and S. Fujioka

Relativistic magnetic reconnection in laser laboratory for testing an emission mechanism of hard-state black hole system

• DOI: 10.1103/physreve.102.033202
• 发表时间: 2020-09-03
• 期刊: PHYSICAL REVIEW E
• 影响因子: 2.4
• 作者: Law, K. F. F.;Abe, Y.;Fujioka, S.
• 通讯作者: Fujioka, S.

Lawrence Livermore National Laboratory/University of Rochester/University of California, San Diego(米国)

劳伦斯利弗莫尔国家实验室/罗切斯特大学/加州大学圣地亚哥分校（美国）

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorfe(ドイツ)

德累斯顿罗森多夫亥姆霍兹中心（德国）

Application of laser-driven capacitor-coil to target normal sheath acceleration

• DOI: 10.1016/j.hedp.2020.100874
• 发表时间: 2020-11
• 期刊: High Energy Density Physics
• 影响因子: 1.6
• 作者: H. Morita;A. Arefiev;T. Toncian;J. Santos;D. Golovin;S. Shokita;T. Mori;K. Law;Huan Li;R. Takizawa;K. Matsuo;A. Morace;A. Yogo;S. Fujioka