プラズマを用いた粒子加速器に関する総合的研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05302073
• Research Institution: UTSUNOMIYA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 西田 靖 宇都宮大学, 工学部, 教授 (00005315)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 間瀬 淳 筑波大学, 物理工学, 助教授 (00023325) ; 畠山 力三 東北大学, 工学部, 助教授 (00108474) ; 北川 米喜 大阪大学, レーザー, 助教授 (40093405) ; 小方 厚 高エネルギー物理学研究所, 教授 (60023727) ; 杉原 亮 名古屋大学, 理学部, 教授 (80023711)
• Keywords: プラズマ利用加速器 / 大振幅電子プラズマ波 / プラズマレンズ / レーザー加速 / プラズマの電流駆動 / 粒子捕捉 / フェムト秒の物理 / プラズマ波と粒子との相互作用

Research Abstract

本年度は、3ケ年間の本研究のまとめの年度であった。年度前半は前年度までとほゞ同形態の研究を進めた。すなわち、(1)「大振幅プラズマ波動と粒子との相互作用」および(2)「分布関数の制御」等の基礎的研究、さらに(3)「新方式プラズマ利用加速器およびプラズマレンズ効果」、及び(4)核融合プラズマの「電流駆動と補助加熱」に関する研究等を中心にして、それらの基礎現象の詳細な解明と新しいプラズマ物理学の分野を開く基礎固めを行うことであった。
年度後半は、科学技術庁原子力研究所に新研究所が関西地区に開設されたことを受けて、合同の研究会を企画した。この研究所はレーザー加速器開発とその応用を中心課題としており、我々の総合研究の発展的延長線上に位置づけられる。この合同研究会(約35名参加)後我々のグループのみの研究成果発表会(26名参加)を行った。いずれも大盛会のうちに研究会を終了した。今年度で本研究は終了するが今後も緊密な連絡を取りつつ研究を進展させることを約束した。
そのために、大振幅波動の高効率励起、その計測法、及び波による粒子捕捉現象に関する問題(天岸、間瀬、畠山、小森、羽鳥を中心、以下同様)、超高エネルギー粒子加速及びビーム収束に伴う問題(小方、吉田、柴田、中島)、マイクロ波利用加速器に関する問題(西田、八束、杉原、湯上)、大型レーザー加速器に関する問題(三間、北川、坂井、竹内)、プラズマ中の大電流駆動に関する問題(嘩道、八坂)、などの課題の解決をはかるための検討会や作業会を行った。

Research Products

• [Publications] N. Yugami et al.: "Electron Acceleration by a Transverse Electromagnetic Wave Supplemented with a Crossed Static Magnetic Field" Phys. Rev. Lett.76. 1635-1638 (1996)
• [Publications] X. Xu et al.: "Ferquency Up-Shift in the Interaction of High Power Microwave with Underdense Inhomogeneous Plasma" J. Plasma and Fusion Research. 72. 91-102 (1996)
• [Publications] N. Yugami et al.: "Mach Cone Structure Generated by the Interaction of a Short Microwave Pulse with a Plasma" Plasma Phys. And Controlled Fusion. ((in press))
• [Publications] R. Sugihara et al.: "Caussian Laser Beam in a Magnetized Plasma" J. Phys. Soc. Japan. 64. 4156-4162 (1995)
• [Publications] K. Nakajima et al.: "Observation of Ultrahigh Gradient electron Acceleration by a Self-Modulated Intense Short Laser Pulse" Phys. Rev. Lett.74. 4428-4431 (1995)
• [Publications] A. Mase et al.: "Cross-Polarization Scattering from Electromagnetic Plasma Waves in Ion Cyclotron Range of Frequencies" Jpn. J. Appl. Phys.34. L1494-L1496 (1995)
• [Publications] N. Yugami et al.: "VpxB Acceleration Experiments Using Disk-Loaded Accelerator" Jpn. J. Appl. Phys.34. L1398-L1401 (1995)
• [Publications] T. Maekawa et al.: "Fast electron momentum distributions in lower hybrid and electron cyclotron current drive plasmas" Phys. Lett. A. 208. 143-149 (1995)
• [Publications] R. Hatakeyama et al.: "Test-particle drifts in traveling waves with cyclotron frequencies" Phys. Rev. E. 52. 6664-6670 (1995)