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Neutron generation using a laser-driven femtosecond gamma-ray pulse

Research Project

Project/Area Number 16H04090
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Plasma science
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

MIURA Eisuke  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 上級主任研究員 (10358070)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山崎 淳  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (10436537)
藤原 健  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (90552175)
豊川 弘之  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (80357582)
黒田 隆之助  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, ラボチーム長 (70350428)
Research Collaborator TAKAHASHI Eiji  
MASUDA Shin-ichi  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2017: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2016: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Keywordsレーザー加速 / レーザーコンプトン散乱 / ガンマ線 / 中性子 / プラズマ / 量子ビーム / 高性能レーザー / レーザー電子加速 / レーザーコンプトン散乱ガンマ線 / レーザーコンプトン散乱γ線
Outline of Final Research Achievements

We carried out the research and development for realizing an ultrashort pulse neutron source using a gamma-ray source based on a laser-accelerated electron beam. To produce laser-accelerated electron beams with high energy and high charge, the high-power femtosecond laser system was upgraded. We investigated the conditions for the generation of laser-accelerated electron beam with high charge using particle-in-cell simulations. The simulation results showed the possibility of efficient laser electron acceleration for the generation of high-charge electron beams using a mid-infrared femtosecond laser pulse.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

中性子線は物質の透過力が高く、また軽元素の識別能力が高いという特徴を持ち、材料の分析ツールとして有用である。しかし、中性子源の利用は原子炉や大型加速器施設に限られており、小型中性子源の実現が期待されている。本研究では、原理的には高速中性子が発生せず、放射線遮蔽や減速材が非常にコンパクトにできるレーザー駆動超短パルス低速中性子発生方法を提案し、その実現に向けた基盤技術を確立することができた。本研究成果をさらに発展させることにより実験室規模の小型中性子源が実現でき、将来的には材料分析等に利用されることが期待できる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] レーザー航跡場加速電子線を用いた逆コンプトン散乱X線発生2017

    • Author(s)
      三浦永祐
    • Journal Title

      レーザー研究

      Volume: 45 Pages: 87-93

    • NAID

      130007957372

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Exploration of efficient laser-driven plasma acceleration using an intense mid-infrared laser pulse2018

    • Author(s)
      Eisuke MIURA, Shin-ichi Masuda, and Eiji J. Takahashi
    • Organizer
      International Conference on High Energy Density Sciences 2018(HEDS2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Efficient laser wakefield acceleration by using mid-infrared pulses2018

    • Author(s)
      Eiji J. Takahashi, Shin-ichi Masuda, and Eisuke MIURA
    • Organizer
      Conference on Lasers and Electr-Optics 2018(CLEO2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of efficient laser plasma acceleration driven by a relativistic mid-infrared laser field&2018

    • Author(s)
      Eiji J. Takahashi, Shin-ichi Masuda, and Eisuke MIURA
    • Organizer
      31st Annual Conference of the IEEE Photonics Society (IPC 2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 中赤外レーザーを用いた 高効率レーザー電子加速の探索2018

    • Author(s)
      三浦永祐、益田伸一、高橋栄治
    • Organizer
      第65回応用物理学春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] レーザー加速による粒子線生成と応用2016

    • Author(s)
      三浦永祐
    • Organizer
      名古屋大学未来社会創造機構モビリティ領域 第25回 次世代自動車公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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