散乱中性子計測による爆縮プラズマ燃料面密度診断法の開発

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09J03273
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 有川 安信 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 特別研究員(PD)
• Keywords: レーザー核融合 / 中性子 / 燃料面密度 / シンチレーター

Research Abstract

本研究の目的はレーザー核融合実験における、超高密度の核融合燃料プラズマの面密度(度半径積)を実測するための計測器を開発する事である。従来困難とされ、未だ実現されていない、散乱中性子計測法という計測原理に着目し、この手法を実現させるための研究を展開する。従来、計測原理に基づいた計測器の概念設計はなされてきたものの、Li-6製の超高速応答中性子シンチレーターが本質的に必須であり、そのような素材は開発されていなかった。そこで著者は素材開発から着手し、その新素材を用いて実際に装置を設計・製作し、実際のレーザー核融合実験において核融合燃料プラズマの面密度を実測するという研究計画を立てた。
本年度の研究では昨年度開発に成功した新材料シンチレーターをもちいた新型計測器のプロトタイプが完成した。米国National Ignition Faeilityでの核融合爆縮実験で達成しうる高い面密度であれば散乱中性子が十分に観測できる事を計算により示した。また阪大の激光XIIレーザー装置を用いた基礎性能評価実験では設計通りの性能が確認され、計算予測の妥当性を裏付けた。また阪大の核融合実験に適応するために、さらに高感度化を目指した装置設計を進めており、2011年に1月にプロトタイプ計測器が完成した。今後実験的な性能検証と問題点の改善をすすめる。
本研究成果は査読付き英語論文雑誌に筆頭著者で出版された。さらに国際学会に2件にポスター発表で参加し、プロシーディングスとして査読付き英文論文雑誌に筆頭著者で掲載された。国内学会は口頭発表で5件講演し、2010年レーザー学会と2010年核融合エネルギー連合講演会で優秀論文賞を受賞した。
また2010年9月に1年半期間短縮で大阪大学の博士号を取得し、同講座内では過去最短学位取得の記録を樹立した。引き続き学振特別研究員PDとして研究を展開している。
今年度は海外の核融合実験装置を用いた装置の散乱中性子の実測実験を予定している。

Research Products

• [Journal Article] Down-scattered neutron imaging detector for areal density measurement of inertial confinement fusion (2010)
  • Author(s): 有川安信, 山ノ井航平, 中里智治, Elmer Surat Estacio, 猿倉信彦, 中井光男, 細田裕計、乗松孝好, 弘中陽一郎、疇地宏, 泉信彦, 村田貴広, 藤野茂, 吉田秀樹, 鎌田圭, 薄善行, 須山敏尚, 吉川彰, 佐藤仲広, 菅博文
  • Journal Title: Review of Scientific Instruments Volume: 81 Pages: 10D303
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Light output enhanced fast response and low afterglow 6Li glass scintillator as potential down-scattered neutron diagnostics for inertial confinement fusion (2010)
  • Author(s): 有川安信, 山ノ井航平, 長井隆浩、渡辺梢、河野雅弘、酒井浩平、中里智治, 清水俊彦、Marilou Raduban Cadatal、猿倉信彦、中井光男、乗松孝好、疇地宏、村田貴広, 藤野茂, 吉田秀樹, 泉信彦、佐藤仲広, 菅博文
  • Journal Title: Review of Scientific Instruments (Short Note) Volume: 81 Pages: 106105
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Acceleration to high velocities and heating by impact using Nike KrF laser (2010)
  • Author(s): Max Karasik, J.L.Weaver, Y.Aglitskiy, T.Watari, Y.Arikawa, T.Sakaiya, J.Oh, A.L.Velikovich, S.T.Zalesak, J.W.Bates, S.P.Obenschain, A.J.Schmitt, M.Murakami, H.Azechi
  • Journal Title: PHYSICS OF PLASMAS Volume: 17 Pages: 056317
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 新素材シンチレーターを用いたレーザー核融合点火実験のための散乱中性子計測器の開発 (2011)
  • Author(s): 有川安信, 山ノ井航平, 渡辺梢, 長井隆浩, 中村浩隆, 渡利威士, 細田裕計, Marilou Cadatal Raduban, 清水俊彦, 中井光男, 猿倉信彦, 乗松孝好, 疇地宏, 泉信彦, 吉田英樹, 村田貴広, 藤野茂, 吉川彰, 佐藤仲弘,菅博文
  • Organizer: レーザー学会2011年会
  • Place of Presentation: 東京電気通信大学(口頭発表)
  • Year and Date: 2011-01-09
• [Presentation] 高速点火実験での硬X線環境下における中性子計測 (2010)
  • Author(s): 渡利威士、中井光男、中村浩隆、細田裕計、有川安信(代理発表)、長井隆浩、白神宏之、藤岡慎介、疇地宏、FIREXプロジェクトグループ
  • Organizer: プラズマ核融合学会2010年会
  • Place of Presentation: 北海道大学札幌(口頭発表)
  • Year and Date: 2010-12-02
• [Presentation] 高速点火実証第1期実験FIREX-Iの現状 (2010)
  • Author(s): 有川安信、FIREXプロジェクト
  • Organizer: プラズマ核融合学会2010年会、インフォーマルミーティング
  • Place of Presentation: 北海道大学札幌(口頭発表)
  • Year and Date: 2010-12-02
• [Presentation] 散乱中性子イメージング計測のための高速応答Ceドープフッ化物ガラスシンチレーター (2010)
  • Author(s): 有川安信, 渡辺梢, 山ノ井航平, 長井隆浩, 河野雅弘, 酒井浩平, 中里智治, 清水俊彦, Marilou Cadatal-Raduban, Elmer Surat Estacio, 猿倉信彦, 中井光男, 乗松孝好, 疇地宏, 村田貴広, 藤野茂, 吉田英樹, 泉信彦, 佐藤仲弘, 菅博文
  • Organizer: プラズマ核融合学会2010年会
  • Place of Presentation: 北海道大学札幌(ポスター発表)
  • Year and Date: 2010-12-01
• [Presentation] The down scattered neutron detector for areal density measurement in inertial confinement fusion experiment (2010)
  • Author(s): 有川安信, 長井隆浩、乗松孝好、猿倉信彦、白神宏之、中井光男, 疇地宏、村田貴広, 泉信彦、佐藤仲弘
  • Organizer: 2010年プラズマ夏の学校
  • Place of Presentation: 兵庫県六甲山六甲スカイビラ(ポスター発表)
  • Year and Date: 2010-08-10
• [Presentation] レーザー核融合とシンチレーター (2010)
  • Author(s): 有川安信
  • Organizer: 放射線物理研究会2010
  • Place of Presentation: 阪大レーザー研(招待講演)(口頭発表)
  • Year and Date: 2010-06-13
• [Presentation] レーザー核融合散乱中性子イメージング計測器の開発 (2010)
  • Author(s): 有川安信, 山ノ井航平, 長井隆浩, 乗松孝好, 猿倉信彦, 白神宏之, 中井光男, 疇地宏, 村田貴広, 藤野茂, 吉川彰、薄善行、泉信彦、菅博文、
  • Organizer: 核融合連合講演会
  • Place of Presentation: 岐阜県、高山市(ポスター発表)
  • Year and Date: 2010-06-11
• [Presentation] Pr doped Li-6 glass scintillator for Inertial Confinement Fusion neutron diagnostics (2010)
  • Author(s): 有川安信, 山ノ井航平, 中里智治, Elmer Surat Estacio, 猿倉信彦, 中井光男, 乗松孝好, 疇地宏, 村田貴広, 藤野茂, 吉田秀樹, 鎌田圭, 薄善行, 須山敏尚, 吉川彰, 佐藤仲広, 菅博文
  • Organizer: CLEO 2010
  • Place of Presentation: アメリカ、サンノゼ、コンベンションセンター(ポスター発表)
  • Year and Date: 2010-05-19
• [Presentation] Down-scattered neutron imaging detector for areal density measurement of inertial confinement fusion (2010)
  • Author(s): 有川安信, 山ノ井航平, 中里智治, Elmer Surat Estacio, 猿倉信彦, 中井光男, 細田裕計、乗松孝好, 弘中陽一郎、疇地宏, 泉信彦、村田貴広, 藤野茂, 吉田秀樹, 鎌田圭, 薄善行, 須山敏尚, 吉川彰, 佐藤仲広, 菅博文
  • Organizer: High temperature plasma diagnostics 2010
  • Place of Presentation: アメリカ、ニュージャージー州、ワイルドウッド、
  • Year and Date: 2010-05-17