高強度レーザーによるプラズマ利用陽子加速に関する基礎研究

高强度激光等离子体质子加速基础研究

• 批准号: 13780379
• 负责人: 伊藤 弘昭
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Utsunomiya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13780379/
• 关键词: 小型陽子加速器; レーザー励起航跡場加速; IH型線形加速器; 電子プラズマ波; V_p×B加速; IH線形加速器

この研究の第一の目標はレーザーとプラズマの相互作用を用いた陽子加速の原理実証を行うことである。今年度は、昨年度に引き続き陽子源から射出された陽子を1MeVまで加速させる前段加速器の製作を行った。前段加速器としてシャントインピーダンスが高く、加速効率が優れているIH(Interdigital H-mode)型線形加速器を採用している。試作器の製作が終了し、その性能測定(共振周波数、Q値、電場分布)を行った。電場分布、共振周波数の実験結果はシミュレーション結果と数%の誤差は生じたが、これは装置の微調整により改善できることがわかっているので、ほぼ設計通りの結果が得られた。また、Q値は試作器ということで材質に真鍮を用いたことにより、設計値の約三分の一程度の値になってしまった。今後、試作器の微調整を行い、実機に向けた詳細な測定を行っていく予定である。一方、陽子加速に向けた高出力レーザーを用いたプラズマ航跡場励起実験では、電子プラズマ波が励起されていることは観測できたが、現有するレーザー装置の調整不足のため満足できる結果を得ることが出来なかった。今後、レーザーの改善・調整を行う必要がある。

The first goal of this study is to demonstrate the principle of positron acceleration by interaction. This year, the production of the first accelerator was carried out in the first half of the year. IH(Interdigital H-mode) linear accelerator is used to improve the acceleration efficiency of the front accelerator. The test device is manufactured and its performance is measured (resonance frequency, Q value, electric field distribution). Electric field distribution, resonance frequency, error, etc., result, etc., result, etc., etc., result, result, etc., resultまた、Q値は试作器ということで材质に真鍮を用いたことにより、设计値の约三分の一程度の値になってしまった。In the future, the micro-adjustment of the tester will be carried out, and the detailed measurement will be carried out. A side, a side. In the future, the improvement and adjustment are necessary.

项目成果

Yugami et al.: "Experimental observation of s hort-pulse upshifted frequency microwaves from a laser-created overdense plasma"Physical Review E. 65. 036505 (2002)

Yugami 等人：“来自激光产生的高密度等离子体的短脉冲上移频率微波的实验观察”物理评论 E. 65. 036505 (2002)

Yugami et al.: "Experimental observation of radiation from Cherenkov wakes in a magnetized plasma"Physical Review Letter. 89. 065003-1-065003-4 (2002)

Yugami 等人：“磁化等离子体中切伦科夫尾迹辐射的实验观察”物理评论快报。

R.Chirag, et al.: "Observation of Ultra High Energy Electrons by Resonance Absorption of High Power Microwaves in Pulsed Plasma"Phys. Rev. E. 64. 016403-1-016403-6 (2001)

R.Chirag 等人：“通过脉冲等离子体中高功率微波的共振吸收观察超高能电子”Phys。

H.Ito et al.: "Imaging system for low density plasma by heterodyne interferometer with fan beam microwave"Review of Scientific Instrument. 73. 4229-4231 (2002)

H.Ito 等人：“采用扇形束微波的外差干涉仪进行低密度等离子体成像系统”科学仪器评论。

P. X. Wang et.al.: "Generation of Sub-picosecond GeV Electron Bunches by Laser Acceleration in Vacuum"Jpn. J. Appl. Phys.. 40. 935-939 (2001)

P. X. Wang 等人：“真空激光加速产生亚皮秒 GeV 电子束”Jpn。