超高強度・超短パルスレーザーを使ったコンパクト中性子源の理論シミュレーション研究

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2種イオン混合クラスターを使ったクーロン爆発による単色効率増大に関する計算を進めた。半径依存性を持つクラスターを球対称1次元粒子シミュレーションで計算を行なうことによりエネルギースペクトルを定量的に求めた。単一イオンのみから構成されるクラスターを用いれば、実際には高い単色化効率は期待できないことが予想される一方で、2種類のイオンを混合すると、ある特定の密度プロファイルで極めて高い単色化現象が起こることが期待される。これまでの計算の結果では、総プロトン数の約90%が最大エネルギーの1-2%程度のエネルギーバンド内に収まるだけでなく、全エネルギーの40%がこれら単色プロトンの運動エネルギーに変換されることを確認した。特に(1)達成可能なイオンの最大エネルギー(2)イオンのエネルギースペクトル(3)単色化効率(最大イオンエネルギーの1%エネルギLバンド内に含まれるプロトンの総エネルギー/全イオンの総運動エネルギーとして定義)等の重要な物理ファクターが、(A)クラスターの半径(B)構成要素(C)密度混合配位(D)レーザー照射強度(E)パルス幅、といった外部パラメータにどのような関数として表されるか、という比例則に関して定量化を図った。その理論モデル構築をおこなった。また、上記の予備計算は、1次元球対称という理想化された状態の下での、しかも非相対論領域における粒子シミュレーションの結果であったが、実際には、全ての2粒子間のクーロン相互作用を考慮するN体問題を解く詳細なシミュレーションを相対論的パラメータ領域においても行なう必要がある