超高強度レーザー生成プラズマ中のエネルギー輸送に関するX線分光学的研究

高速点火核融合研究において超高強度レーザー生成プラズマ中の高速電子から背景電子へのエネルギー輸送機構の解明は重要課題であり、X線分光診断法による研究を実施した。超高強度レーザー生成プラズマ中でのエネルギー輸送媒体である高速電子の速度分布は非等方性が強く、放射されるX線はプラズマ中の電子速度分布の偏りに起因する偏光をもつ。この偏光X線を計測することにより、プラズマ中の高速電子速度分布の診断を行った。実験では、10J、1psの超高強度レーザーを、塩素を含む3層平板ターゲットに照射し、偏光X線分光計測を実施した。分光器として、新たに開発した2チャンネル偏光X線分光器を用い、2つの偏光成分の同時計測を行った。実験において、放射領域の深さに依存するCl-Heαの偏光度分布を取得した。この偏光度分布からターゲット表面付近ではパンケーキ型、内部では葉巻型の高速電子速度分布となっていることがわかり、更に、高温領域では高エネルギー背景電子による等方的な励起に起因する減偏光が、また、ターゲット内部の高密度領域では背景電子の弾性散乱による減偏光が初めて観測された。これらの実験結果は理論モデルを用いた計算結果とよく一致し、偏光X線分光法による高速電子速度分布診断が有効であることを示した。

高速点火核融合研究において超高強度レーザー生成プラズマ中の高速電子から背景電子へのエネルギー輸送機構の解明は重要課題であり、X線分光診断法による研究を実施した。超高強度レーザー生成プラズマ中でのエネルギー輸送媒体である高速電子の速度分布は非等方性が強く、放射されるX線はプラズマ中の電子速度分布の偏りに起因する偏光をもつ。この偏光X線を計測することにより、プラズマ中の高速電子速度分布の診断を行った。実験では、10J、1psの超高強度レーザーを、塩素を含む3層平板ターゲットに照射し、偏光X線分光計測を実施した。分光器として、新たに開発した2チャンネル偏光X線分光器を用い、2つの偏光成分の同時計測を行った。実験において、放射領域の深さに依存するCl-Heαの偏光度分布を取得した。この偏光度分布からターゲット表面付近ではパンケーキ型、内部では葉巻型の高速電子速度分布となっていることがわかり、更に、高温領域では高エネルギー背景電子による等方的な励起に起因する減偏光が、また、ターゲット内部の高密度領域では背景電子の弾性散乱による減偏光が初めて観測された。これらの実験結果は理論モデルを用いた計算結果とよく一致し、偏光X線分光法による高速電子速度分布診断が有効であることを示した。