レーザープラズマ相互作用による単エネルギーイオン生成に関する基礎的研究

激光-等离子体相互作用产生单能离子的基础研究

• 批准号: 17740365
• 负责人: 羽原 英明
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17740365/
• 关键词: チェレンコフ光; 超高強度レーザー; エネルギー輸送; 高速点火

最終年度である本年度は前年度に整備したチェレンコフ計測器を用いた実験セットアップに乗っ取った粒子シミュレーションを行い、高速電子のボルツマン温度が数MeVである場合は、エネルギースペクトルがを数10keVの誤差でかつ光量的に十分計測可能であることが分かった。これに関連し、可視光領域でチェレンコフ光をより効率的に計測する手段として、プリズム型ターゲットの開発を行った。固体平板をターゲットとすると、ターゲット裏面から放射する遷移放射との区別が非常に困難となる。そこで、チェレンコフ光は固体内部で生成することを利用し、ターゲット裏面に傾きを与え全反射させることで側面からの計測を行うことを考案した。新たに作成した光線追跡計算により、得られる信号を求め、エネルギー分解能が10倍以上向上するという成果が得られた。それに併せた像転送系、検出系を設計、物品を購入した。また、高エネルギー物理学分野でチェレンコフ媒質として用いられているエアロジェルという物質を使用すると遷移放射との区別が容易であることを考案し、米国General Atomics社との共同研究としてエアロジェルターゲットを作成した。特に高エネルギー電子を計測するために、レーザープラズマ相互作用実験で数百MeVの電子発生の実績のあるハーキュラスレーザーシステムを持つ米国ミシガン大学超高速光学施設の研究員と意見交換を行った。またその他として、ターゲット内の電子の挙動を調べる目的で、チェレンコフによる計測とは別に電子の放射分布計測を行った。レーザーを極端斜入射すると、高速電子は通常の伝搬ではなく、固体ターゲットの表面を滑るように伝搬することを実験的に始めて示し、論文を出版した。

今年的最后一年，我们进行了粒子模拟，该粒子模拟使用上一年制备的Cherenkov测量仪器接管了实验设置，并发现，如果高速电子的玻尔兹曼温度是几个MEV，则能量谱是keV的误差，并且可以在光线上以光线为单位进行测量。在这方面，我们开发了一个棱镜型靶标，作为在可见光区域更有效地测量Cherenkov光的一种手段。当瞄准实心板时，很难将其与从目标背面辐射的过渡辐射区分开。因此，我们设计了Cherenkov的光是在固体内部产生的，并通过倾斜目标的背面和总反射来从侧面测量。新创建的射线追踪计算导致这样的事实，即通过获得的信号将能量分辨率提高了10倍以上。此外，设计了图像传输和检测系统，并购买了物品。此外，该公司设计的是，使用称为气凝胶的物质，该物质用作高能物理领域的Cherenkov培养基，使其更容易将其与过渡辐射区分开，并与一般的原子学合作创建了气凝胶目标。特别是，为了衡量高能电子，我们与密歇根大学超快光学设施的研究人员交换了意见，该设施具有可靠的赫克鲁斯激光系统，该系统已证明可以在激光等离子相互作用实验中产生数百MEV的电子。另外，为了研究目标中电子的行为，我们测量了Cherenkov分别与测量的电子的辐射分布。该论文首次在实验上发表，表明，当激光非常倾斜入射时，高速电子在固体靶标表面上散发出传播，而不是正常的传播。

项目成果

Neutron Measurements and Diagnostic Developments Relevant to Fast Ignition

与快速点火相关的中子测量和诊断进展

• 发表时间: 2006
• 期刊: Fusion Science and Technology 49
• 作者: H.Habara;et. al.
• 通讯作者: et. al.

The Development of a Flexible Large Area Neutron Spectrometer for Ultra-Intense Laser-Plasma Interaction Experiments

用于超强激光-等离子体相互作用实验的柔性大面积中子谱仪的开发

• 发表时间: 2006
• 期刊: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 564・1
• 作者: T.Ikeda;K.Teii;R.Takai;R.Takai;羽原他;羽原他;羽原他
• 通讯作者: 羽原他

Proton radiography of a laser-driven implosion

• DOI: 10.1103/physrevlett.97.045001
• 发表时间: 2006-07-28
• 期刊: PHYSICAL REVIEW LETTERS
• 影响因子: 8.6
• 作者: Mackinnon, A. J.;Patel, P. K.;Town, R. P. J.
• 通讯作者: Town, R. P. J.

Surface acceleration of fast electrons with relativistic self-focusing in preformed plasma

• DOI: 10.1103/physrevlett.97.095004
• 发表时间: 2006-09-01
• 期刊: PHYSICAL REVIEW LETTERS
• 影响因子: 8.6
• 作者: Habara, H.;Adumi, K.;Tanaka, K. A.
• 通讯作者: Tanaka, K. A.

Ti K alpha radiography of Cu-doped plastic microshell implosions via spherically bent crystal imaging

通过球形弯曲晶体成像对铜掺杂塑料微壳内爆进行 Ti K α 射线照相

• 发表时间: 2005
• 期刊: Applied Physics Letters 86
• 作者: J.A.King;et. al.
• 通讯作者: et. al.