超高強度レーザー光のプラズマ中での伝搬挙動に関する実験的研究

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慣性核融合の高速点火方式(以下:FI方式)におけるプラズマ中での超高強度レーザー光(以下:UIL)の伝搬の理解を目的として本研究を進めてきた本年度の成果を以下にまとめる。F1方式では,UILは高密度プラズマコアを追加熱するためUILのエネルギー損失は小さい方がよい。コアは低密度プラズマにより取り囲まれている。低密度プラズマとUILの相互作用として電子プラズマ波によるラマン不安定性はUILを散乱しエネルギー損失に寄与することが知られている。しかしながら,高速点火を模擬したプラズマとUILのラマン不安定性によるエネルギー損失は調べられていない。ラマン不安定性により発生するUILの散乱光のエネルギーとスペクトルを計測することで散乱損失を知ることができる。取得した実験データ(散乱光スペクトル)の解析の結果,ラマン不安定性によるUILの損失は無視できるレベル(6%以下)であることがわかった.散乱光スペクトルは超波長で飽和を示した。この飽和現象がどういった現象によるかを流体シミュレーションを用いて調べた。シミュレーションにおいてラマン不安定性は相対論効果によってプラズマ周波数が減少することにより,周波数共鳴条件が崩れることによって散乱光スペクトルが超波長で飽和することが分かった。この成果をPhysics of Plasmasに論文として投稿し掲載された(Physics of Plasmas, Vol.9, p3552,2002)。以上の成果は,本研究の目的にとって重要な基礎データとなるものであり,今後のレーザー核融合研究にとって重要な進展である。