Novel plasma devices developed through the interaction between high-intensity lasers and nanostructured targets

• Project/Area Number: 26K00680
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 14010:Fundamental plasma-related
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 松井 隆太郎 核融合科学研究所, その他部局等, 特任准教授 (70870476)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 時田 茂樹 京都大学, 化学研究所, 教授 (20456825) ; 長友 英夫 大阪大学, レーザー科学研究所, 准教授 (10283813) ; 橋田 昌樹 東海大学, 総合科学技術研究所, 教授 (50291034) ; 松田 一成 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (40311435)
• Project Period (FY): 2026-04-01 – 2030-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2026)
• Budget Amount: ¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000); Fiscal Year 2029: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2028: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2027: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2026: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: 高エネルギー密度プラズマ / 高強度レーザー / ナノマテリアル

Outline of Research at the Start

極短パルス超高パワーレーザーを物質（標的）に集光することで生成される極限的な高エネルギー密度プラズマは、急速に膨張・拡散し低エネルギー密度状態に緩和するため、応用の適用範囲は限られている。本研究は、レーザー波長程度の大きさの微細構造を能動的に付与した物質を駆使し、プラズマの膨張・拡散を制御し、高温高密度のバルクプラズマの生成とその長時間保持を実現する「新プラズマ局所閉じ込め方式のプラズマデバイス」を創造することを目的とする。そのために、数値シミュレーションによる標的構造体の設計、ナノ・材料工学先端技術による標的の作製、レーザー照射実験による高エネルギー密度プラズマの保持機能の検証を実施する。