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Elucidation of the mechanism of laser-driven ion acceleration using solid state nuclear track detectors

Research Project

Project/Area Number 21K14563
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

Kanasaki Masato  神戸大学, 海事科学研究科, 准教授 (90767336)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords固体飛跡検出器 / レーザー駆動イオン加速 / イオン計測 / エッチピット / CR-39 / 画像処理 / ハフ変換 / 機械学習 / 粒子加速
Outline of Research at the Start

高強度レーザーと物質の相互作用を利用したレーザー駆動イオン加速は、小型加速器開発など様々な応用が期待されている。より高エネルギーかつ高品質なイオンビーム発生のためには、加速メカニズムを解明することが重要である。本研究では、イオン検出器である固体飛跡検出器を用いて、その解析に機械学習を組み合わせることで、高精度かつ高効率なイオン計測技術を開発し、高強度レーザーによるイオン加速のメカニズム解明に貢献する。

Outline of Final Research Achievements

CR-39 track detectors has been widely used as the ion detector in laser-driven ion acceleration experiments. CR-39 can reveal the incident energies and species of ions precisely, but the analysis of etch pit has been enormously time-consuming. In the present study, an application and a program to automate and improve the process of etch pit analysis has been developed, which enables us to obtain the data more quickly than before to discuss the acceleration mechanism of laser-accelerated ions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究において開発したアプリケーション及びプログラムは、固体飛跡検出器を用いたイオン計測の高効率化だけでなく、系統誤差を減らすことができるという点において、高精度化にも寄与している。より正確な計測結果をより素早くレーザー駆動イオン加速実験にフィードバックすることが可能になったことにより、実験全体の高効率化、ひいては、様々な応用が期待されるレーザー駆動イオン加速研究の進展につながる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] 固体飛跡検出器CR-39に形成される陽子線と重陽子線のエッチピット識別2024

    • Author(s)
      望月政一郎、井上千裕、尾崎玲於奈、豊永啓太、前川馨、谷池晃、山内知也、福田祐仁、金崎真聡
    • Journal Title

      ESI-NEWS

      Volume: 42 Pages: 1-7

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    • Author(s)
      Asai Takafumi、Inoue Chihiro、Jinno Satoshi、Kitagawa Nobuko、Kodaira Satoshi、Morishima Kunihiro、Fukuda Yuji、Yamauchi Tomoya、Kanasaki Masato
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 62 Issue: 1 Pages: 016506-016506

    • DOI

      10.35848/1347-4065/acac59

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  • [Journal Article] 固体飛跡検出器を利用したレーザー加速イオンの特性評価2022

    • Author(s)
      金崎真聡
    • Journal Title

      ぶんせき

      Volume: 537 Pages: 315-319

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    • Author(s)
      Takamasa Hihara, Masato Kanasaki, Takafumi Asai, Tamon Kusumoto, Satoshi Kodaira, Hiromitsu Kiriyama, Keiji Oda, Tomoya Yamauchi, Wei‐Yen Woon, Yasuhiro Kuramitsu, Yuji Fukuda
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 16283-16283

    • DOI

      10.1038/s41598-021-92300-1

    • NAID

      120007140167

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      尾崎玲於奈、井上千裕、望月誠一郎、豊永啓太、前川馨、山内知也、金崎真聡、福田祐仁
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      第35回固体飛跡検出器研究会
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      前川馨、浅井孝文、鍛治賢志、井上千裕、望月政一郎、尾崎玲於奈、豊永啓太、山内知也、福田祐仁、金崎真聡
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      第35回固体飛跡検出器研究会
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  • [Presentation] 固体飛跡検出器 CR-39 によるレーザー加速高エネルギ―陽子線のエネルギースペクトル計測2022

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      尾崎玲於奈、浅井孝文、鍛治賢志、井上千裕、望月政一郎、豊永啓太、前川馨、山内知也、福田祐仁、金崎真聡
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      第35回固体飛跡検出器研究会
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      金崎真聡
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      M. Kanasaki
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  • [Presentation] Measurement of Laser accelerated ions using active and passive ion detector systems2021

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      Masato Kanasaki, Takafumi Asai, Takato Nakagawa, Takashi Kaji, Hiroyuki Tanabe, Satoshi Jinno, Kunihiro Morishima, Nobuko Kitagawa, Satoshi Kodaira, Tomoya Yamauchi, Yuji Fukuda
    • Organizer
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2021
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  • [Presentation] Applications of solid state nuclear track detectors for measurements of laser-accelerated ions2021

    • Author(s)
      Masato Kanasaki
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      HIGH ENERGY DENSITY SCIENCES 2021
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    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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