Development of a lossless laser-plasma focusing/transport line for high-intensity heavy ion beam generation

• Project/Area Number: 25K03404
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: National Institutes for Quantum Science and Technology
• Principal Investigator: 柏木 啓次 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子技術基盤研究所 先進ビーム利用施設部, 主幹研究員 (30391303)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 圭介 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子技術基盤研究所 先進ビーム利用施設部, 主幹技術員 (10414567) ; 細谷 青児 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子技術基盤研究所 先進ビーム利用施設部, 技術員 (10866453)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2028: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2027: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000); Fiscal Year 2026: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2025: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
• Keywords: レーザーイオン源 / プラズマ集束 / 重イオンビーム

Outline of Research at the Start

レーザーイオン源は、固体にレーザーを集光照射することで、あらゆる固体から多様な種類のイオンビームを生成できる特長を持つ。しかし、生成されたプラズマは広い発散角を有するため、その多くをビームに転換するには、プラズマを適切に集束し、ビーム引き出し領域へ輸送する技術が必要となる。本研究ではレーザーイオン源で生成された拡散プラズマを集束および輸送するために適した磁場分布を用いて、指向性持つプラズマ流として輸送する技術を開発する。これにより、従来損失していたプラズマの多くを効率的にビームとして利用可能にすることを目指す。