レーザー誘起プロトンビーム照射による化学反応ダイナミクス

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本年度は、ポリ塩化ビニル表面への高強度レーザー光の集光照射による、レーザープラズマX線測定、および、レーザー誘起プロトンビーム測定を実施し、レーザーとプラズマの相互作用のチャープ依存性の研究を行った。NaI(T1)シンチレーター付き光電子増倍管を用いて放出X線強度を測定した結果、レーザーのパルスエネルギーを固定した場合、最も短いパルス幅におけるより若干チャープされて時間的にパルス幅が広がったパルスの方が、X線のシグナル強度が最大となることが明らかとなった。さらに、正のチャープより負のチャープの方が、X線強度が強い傾向があることが明らかとなった。このチャープ依存性は平成20年度に観測したC^<3+>イオンの最大運動エネルギーに対するチャープ依存性と類似した傾向を持つことから、X線の発生とC^<3+>イオン放出における共通の増強機構の存在が示唆されていると考えられる。また、トムソンパラボラ型分析器を用いて、放出されたプロトンビームの運動エネルギー計測を行ない、プロトン放出過程の、レーザーのチャープ度やパルス幅への依存性を、10^<15>W/cm^2程のレーザー場強度において調べた。その結果、プロトンの最大運動エネルギーは、レーザー光強度を固定した場合、最も短いパルス幅によつて得られることがわかった。これは、X線発生やC^<3+>イオン放出での傾向とは対照的な結果となっており、非相対論的強度におけるレーザー誘起高速イオン発生の機構を考察するうえで有用な成果であると考えられる。