1998 Fiscal Year Annual Research Report
超高輝度レーザーと高密度プラズマとの非線形相互作用に関する理論的研究
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10680464
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| Research Institution | Kinki University |
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Principal Investigator |
西川 恭治 近畿大学, 工学部, 教授 (40025309)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三間 圀興 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 教授 (30033921)
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| Keywords | プラズマ / レーザー / 相対論効果 / 非線型波動伝播 / 不安定性 / 計算機シミュレーッション / レーザー核融合 / 高エネルギー粒子発生 |
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| Research Abstract |
まず、研究代表者を中心に、臨界密度より高密度領域を相対論的効果で定常伝播する円偏向電磁波の1次元伝播特性に関する一般論を展開した。特に、伝播速度が速く、イオンの応答が無視できる場合と、伝播速度が遅く、電子の応答が静的とみなせる場合の夫々について詳しく解析した。平面波の各種不安定性(誘導ラマン錯乱,変調不安定性など)を調べ、また孤立波解とその伝播条件(密度と振幅と伝播速度の間の関係等)を明らかにした。特に、イオンの応答が重要なときには、圧縮型の超音速孤立波が導かれることを示した。更に、階段状密度分布のプラズマに電磁波が真空域から入射したときの透過率の表式を導いた。誘導ラマン不安定性が絶対不安定になる条件を導くには至らなかった。
また、分担者三間を中心に、不均一プラズマ中のレーザーとプラズマの相対論的相互作用に関する計算機シミュレーション(粒子モデル)を行い、MeVの電子やイオンが発生することを確認すると共に、それに伴う準静的磁場や中性子の発生過程を解析した。強力なMeV電子流(ジェット)は、P偏向S偏向いずれの配置でも発生する。P偏向ではBrunel吸収に起因し、S偏向では自己変調による航跡場加速でジェットが発生する。ジェットはコロナプラズマでは電荷中性が保証されるため、ピンチされ大スケールの構造を作ることが確認された。一方、MeVイオンは、コロナプラズマがレーザーの輻射圧により加速され発生する。レーザー照射に対し、主として前方に加速され、放射される中性子スペクトルは非等方な分布を持つことが確認されている。今後はMeV電子及びイオンが高速点火にどのような効果をもつか確認する。
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[Publications] Leaven N.Tsintsadze: "Overdense Propagation of a Relativistically Intense Laser Light" Plasma Physics and Controlled Fusion. 40・11. 1933-1948 (1998)
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[Publications] 三間圀興: "Plasma Physics Related to Ultra-Intense Lasers" Physica Scripta. T75・. 88-92 (1998)
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[Publications] H.Ruhl: "Collimated Electron Jets by Intense Laser-Beam-Plasma Surface Interaction under Oblique Incidence" Physical Review Letters. 82・2. to be published (1999)
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[Publications] 三間圀興: "Progress of Direct Drive Laser Fusion Research at ILE,Osaka" Proceedings of 17^<th> IAEA Fusion Energy Conference. CN69OV3/2 (1998)
