1997 Fiscal Year Annual Research Report
超高速X線画像計測によるレーザー爆縮コアダイナミクスの研究
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08458135
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
白神 宏之 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 助手 (90183839)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高部 英明 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 教授 (20150352)
宮永 憲明 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 助教授 (80135756)
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| Keywords | 超高速X線画像計測 / マルチイメージX線ストリークカメラ / サンプリング画像X線ストリークカメラ / 画像サンプリング / 爆縮ダイナミクス / 爆縮コア / ホットスパーク / レーザー核融合 |
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| Research Abstract |
レーザー爆縮コアプラズマの形状や球対称性、流速などのダイナミクスに関する研究では、コアプラズマの持続時間が非常に短い(約100ピコ秒程度)ため、従来のX線フレーミングカメラによる画像計測でこれを直接に時間分解することは不可能であった。筆者らは、この限界を突破すべく、新たにマルチイメージX線ストリークカメラ法(Multi-Imaging X-Ray Strak Camera:MIXS)を用いた時間分解能(1コマの露出時間)10ピコ秒、空間分解能15ミクロンの超高速2次元X線画像計測法を考案・開発し、レーザープラズマ・核融合実験への導入に成功した。これはX線ストリークカメラに画像サンプリングの手法を取り入れるという新発想によるもので、従来のX線フレーミングカメラ法に較べて約1桁もの時間分解能向上が達成され、現在、世界で最も高速のX線画像計測技術となっている。さらに、多チャンネル化やX線分光的手法との組み合わせ、2次元サンプリング法への拡張など、この手法をさらに発展させることにも成功した。
これらの新計測技術を爆縮実験に導入し、これまでいかなる方法によっても得られなかったレーザー爆縮コアプラズマ形状の時間的変化を鮮明に時間分解撮影することに成功した。その結果、実験で観測された爆縮コアのダイナミクスを1次元および2次元流体コードによる爆縮シミュレーションと直接比較することが可能となった。特に、スパーク過熱が爆縮最終段階のスタグネーション相の途中で中断しており、その過程がレーザー照射非一様性や流体不安定性などに起因する爆縮ダイナミクスの非一様性に依存することが明らかになるなど、爆縮コアダイナミクス解明のブレークスルーとしてレーザー核融合研究の進展に大きく寄与することが出来た。
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