高エネルギー電子によるレーザー核融合爆縮コアプラズマ電磁場診断

利用高能电子进行激光聚变内爆核心等离子体电磁场诊断

基本信息

批准号：
08J00602
负责人：
中新信彦
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

レーザー電子加速によって発生する電子の特性を理解し、さらに単色・高エネルギー・超短パルスの電子線を用い、レーザーと固体の相互作用で発生する電磁場の変化を高速時間分解で捉えることに成功した。高強度レーザーをガス中に照射すると相対論領域の速度で、100フェムト秒以下の超短パルス電子線を発生させることができる。これを光同期が可能な別の高強度レーザーと固体との相互作用部分に照射することで、その電子線の曲げられる様子から発生した電磁場の様子を評価した。二つのレーザーのタイミングを変化させることで、その電磁場の時間変化を観測した。この電子は相対論的速度と非常に短い時間幅を持つため、100フェムト秒以下の時間分解能が達成できた。電子プローブの結果、レーザーと固体の相互作用によって固体内部で高速電子が発生し、それが固体内部から放出されてできる電場が、固体が金属の場合は自由電子が高速電子放出後の正電荷の部分に流れるため、急速にその電場の領域が拡大するのに対し、誘電体の場合は自由電子が存在しないため電場の領域が拡大しないことを観測することができた。本研究においてレーザー電子加速によって発生する電子線によって超高速の電磁場のプローブが可能であることを証明した。将来、レーザー核融合の爆縮や高速点火の際に発生する電磁場の評価にも適用可能で、電子プローブの結果からレーザー核融合の高効率な点火方法を検討することができると考えられる。

我们已经了解了激光电子加速度产生的电子的特性，并成功地使用了高速时间分析，成功地捕获了通过激光和固体相互作用的相互作用和固体相互作用产生的电磁场的变化。当将高强度激光照射到气体中时，可以在相对论区域以速度生成小于100飞秒的超短脉冲电子束。将其照射到可以与固体同步的另一个高强度激光器之间的相互作用部分，并评估弯曲电子束产生的电磁场状态。通过更改两个激光器的时间安排，观察到电磁场的时间变化。由于该电子具有相对论的速度和非常短的时间范围，因此可以实现少于100飞秒的时间分辨率。 As a result of the electron probe, high-speed electrons are generated inside the solid due to the interaction between the laser and the solid, and the electric field produced by the laser emitted from the solid is that if the solid is a metal, free electrons flow to the positively charged part after high-speed electron emission, which rapidly expands the area of the electric field, whereas in the case of a dielectric, there are no free electrons, so the area of the电场不会扩展。在这项研究中，我们已经证明，通过激光电子加速产生的电子束可以实现超高的电磁场探针。将来，它可以应用于激光融合内爆和高速点火过程中产生的电磁场的评估，并且人们认为电子探针的结果将使我们能够考虑激光融合的高效点火方法。