円柱形状レーザー生成プラズマ標的を用いた低エネルギー重イオンの飛程測定

平成14年度は、レーザー生成プラズマ標的の高密度化を目指して改良を行った。また、改良後のプラズマ標的に数100keV/核子の入射エネルギーを持つ酸素イオンビームを入射し、標的通過後の酸素イオンの荷電状態分布を測定した。プラズマ標的の改良においては、ドライブレーザーをCO_2レーザーからより短波長のNdガラスレーザーに変更した。Ndガラスレーザーを固体水素表面にラインフォーカスさせ、照射強度6×10^9W/cm^2のもと高密度水素プラズマを生成した。プラズマ標的の診断には、分光法及び干渉法を用いた。分光法では、電子密度をシュタルク幅拡がりから、電子温度を輝線及び連続スペクトルの強度比から求めた。一方、干渉法では測定用レーザーとしてヘリウムネオンレーザー及びアルゴンレーザーを用い、それぞれの干渉縞のシフト量から電子密度および中性原子密度を求めた。電子密度に関しては、どちらの診断法においてもレーザー照射の約50ns後に最大で約1×10^<18>cm^<-3>という結果が得られた。しかし、電離度に関しては、分光法ではほぼ1に等しいという結果が得られたのに対し、干渉法では、0.1以下と非常に小さい結果となった。これはプラズマ標的において局所熱平衡が成立しておらず、分光法における電子密度及び電離度の見積もりに問題があることを示している。以上の結果から、我々のプラズマ標的中での重イオンのエネルギー損失を見積もる際には中性原子の寄与が無視できないことが分かった。Ndガラスレーザーにより生成された水素プラズマ標的に、核子当たりのエネルギーがそれぞれ150keV、200keV、250keVの酸素イオンを入射し、下流に設置した分析電磁石により価数分解し、各価数の強度を測定した。入射エネルギーを上げるに従って、平均価数が上昇する様子が観測された。また、理論計算により予測された平均価数ともよく一致することが分かった。これらの結果から、我々の用いた理論計算モデルを用いて、プラズマ標的中における重イオンの飛程を十分に予測できることを確認できた。

平成14年度は、レーザー生成プラズマ標的の高密度化を目指して改良を行った。また、改良後のプラズマ標的に数100keV/核子の入射エネルギーを持つ酸素イオンビームを入射し、標的通過後の酸素イオンの荷電状態分布を測定した。プラズマ標的の改良においては、ドライブレーザーをCO_2レーザーからより短波長のNdガラスレーザーに変更した。Ndガラスレーザーを固体水素表面にラインフォーカスさせ、照射強度6×10^9W/cm^2のもと高密度水素プラズマを生成した。プラズマ標的の診断には、分光法及び干渉法を用いた。分光法では、電子密度をシュタルク幅拡がりから、電子温度を輝線及び連続スペクトルの強度比から求めた。一方、干渉法では測定用レーザーとしてヘリウムネオンレーザー及びアルゴンレーザーを用い、それぞれの干渉縞のシフト量から電子密度および中性原子密度を求めた。電子密度に関しては、どちらの診断法においてもレーザー照射の約50ns後に最大で約1×10^<18>cm^<-3>という結果が得られた。しかし、電離度に関しては、分光法ではほぼ1に等しいという結果が得られたのに対し、干渉法では、0.1以下と非常に小さい結果となった。これはプラズマ標的において局所熱平衡が成立しておらず、分光法における電子密度及び電離度の見積もりに問題があることを示している。以上の結果から、我々のプラズマ標的中での重イオンのエネルギー損失を見積もる際には中性原子の寄与が無視できないことが分かった。Ndガラスレーザーにより生成された水素プラズマ標的に、核子当たりのエネルギーがそれぞれ150keV、200keV、250keVの酸素イオンを入射し、下流に設置した分析電磁石により価数分解し、各価数の強度を測定した。入射エネルギーを上げるに従って、平均価数が上昇する様子が観測された。また、理論計算により予測された平均価数ともよく一致することが分かった。これらの結果から、我々の用いた理論計算モデルを用いて、プラズマ標的中における重イオンの飛程を十分に予測できることを確認できた。