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

使用圆柱形激光产生等离子体靶进行低能重离子的距离测量

• 批准号: 13780394
• 负责人: 長谷川 純
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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-13780394/
• 关键词: 重イオン慣性核融合; レーザー生成プラズマ; 阻止能

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。

In the Heisei 14 fiscal year, プラズ, レ, ザ, ザ, プラズ were produced. The <s:1> high-density を target refers to the <s:1> て improvement of を and った. ま た, modified の プ ラ ズ に マ mark number 100 kev/nuclear の incident エ ネ ル ギ ー を hold つ acid element イ オ ン ビ ー ム を incident し, mark after の acid element イ オ ン の charged state disturibution を し た. Modified に プ ラ ズ マ mark の お い て は, ド ラ イ ブ レ ー ザ ー を CO_2 レ ー ザ ー か ら よ り shorter-wavelength の Nd ガ ラ ス レ ー ザ ー に - more し た. Nd ガ ラ ス レ ー ザ ー を solid water element surface に ラ イ ン フ ォ ー カ ス さ せ, irradiation intensity 6 x 10 ^ 9 w/cm ^ 2 の も と dense water element プ ラ ズ マ を generated し た. The プラズ and プラズ targets are used for <s:1> diagnosis に に, spectrophotometry and び interference method を with プラズ た. Spectrometry で は, electron density を シ ュ タ ル ク picture company, が り か ら, electronic temperature を fai line and び even 続 ス ペ ク ト ル の strength than か ら o め た. One party involved, and dry method で は determination with レ ー ザ ー と し て ヘ リ ウ ム ネ オ ン レ ー ザ ー and び ア ル ゴ ン レ ー ザ ー を い, そ れ ぞ れ の dry involved stripe の シ フ ト quantity か ら electron density お よ び neutral atom density め を o た. Electron density に masato し て は, ど ち ら の diagnostics に お い て も レ ー ザ の ー exposure after about 50 ns に biggest で about 1 x 10 ^ < > 18 cm ^ 3 > < - と い う results ら が れ た. し か し, degree of ionization に masato し て は, spectrometry で は ほ ぼ 1 に し い と い う results ら が れ た の に し, seaborne dry involved method で は, 0.1 the following と very small に さ い results と な っ た. こ れ は プ ラ ズ マ mark に お い て bureau established thermal equilibrium が し て お ら ず, spectrometry に お け る electron density and the degree of ionization び の see product も り に problem が あ る こ と を shown し て い る. の above results か ら, I 々 の プ ラ ズ マ mark in で の heavy イ オ ン の エ ネ ル ギ ー loss を see product も る interstate に は neutral atoms の send が ignore で き な い こ と が points か っ た. Nd ガ ラ ス レ ー ザ ー に よ り generated さ れ た water element プ ラ ズ に マ mark, nuclear when た り の エ ネ ル ギ ー が そ れ ぞ れ 150 kev, 200 kev, 250 kev の acid element イ オ ン を incident し, dirty に set し た analysis electromagnet に よ り factorization of 価 し, determination of number of each 価 の strength を し た. On the incident エ ネ ル ギ ー を げ る に 従 っ て rising, the average number of 価 が す る others child が 観 さ measurement れ た. ま た, theoretical calculation に よ り be さ れ 価 per た と も よ く consistent す る こ と が points か っ た. こ れ ら の results か ら, I 々 の with い た theoretical calculation モ デ ル を with い て, プ ラ ズ マ mark in に お け る heavy イ オ ン の fly very に を cheng to measure で き る こ と を confirm で き た.

项目成果

M.Kojima, et al.: "Charge-state distribution and energy loss of 3.2-MeV oxygen ions in laser plasma produced from solid hydrogen"Laser and Particle Beams. 20. 475-478 (2002)

M.Kojima 等人：“由固体氢产生的激光等离子体中 3.2-MeV 氧离子的电荷态分布和能量损失”激光和粒子束。

J.Hasegawa, et al.: "Stopping power of dense helium plasma for fast heavy ions"Laser and Particle Beams. (in Press). (2002)

J.Hasekawa 等人：“密集氦等离子体对快速重离子的阻止能力”激光和粒子束。