Study on laser-plasma interactions incorporating nuclear physics and proposal of new quantum beam sources
| Project/Area Number |
16K05637
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Plasma science
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
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| Research Collaborator |
Hayakawa Takehito
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 輻射反作用 / レーザー駆動ガンマ線 / 光核反応 / 陽電子線 / 中性子線 / 超高強度レーザー / 中性子源 / ガンマ線発生 / レーザー生成プラズマ / 電子・陽電子対生成 / ガンマ線 / 陽電子 / 放射反作用 / 対生成 / 量子ビーム / 高エネルギー密度科学 / プラズマ物理 / レーザー核物理 |
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| Outline of Final Research Achievements |
Intense beams of gamma-rays are generated from solid density plasmas generated by irradiations of ultra-intense laser pulses. By gamma-rays transporting through a solid density target, electron-positron pair creations and photo-nuclear reactions take place. In order to investigate characteristics of positrons and neutrons, we developed a new simulation code by including gamma-ray transport through material into Particle-in-Cell code. Using the code, we have shown that quasi-mono-energetic positron beams with spectral peak energy beyond 100 MeV, and high flux of neutron beams are generated from high-Z material. The beam characteristics dependence on laser and target parameters are explored by numerical simulations. A laser-driven positron beam, and a neutron beam are proposed.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、電磁的相互作用を扱う粒子シミュレーションコードにγ線と原子核との相互作用を取り入れた新しいコードを開発し、それを用いることでレーザー光を固体へ照射することで発生する電子や中性子線の特徴を明らかにした。開発したシミュレーションコードを利用することで、プラズマ運動や輻射発生、原子核反応等を含む多様な高エネルギー密度プラズマ現象の解明が期待できる。また、超高強度レーザーを用いた新しい陽電子線や中性子源の提案により、今後の実験研究への指針を示すことができた。
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Report
(4 results)
Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Neutrino process with primitive meteorites and high power laser2018
Author(s)
T. Hayakawa, M. Kusakabe, H. Ko, M.-K. Cheoun, G. J. Mathews, A. Tolstov, K. Nomoto, S. Chiba, M. Usang, M. Hashimoto, M. Ono, T. Kajino, T. Nakamura, K. Nakamura, M. Kando, and H. Kotaki
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Journal Title
AIP Conference Proceedings
Volume: 1947
Pages: 020021-020021
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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