2001 Fiscal Year Annual Research Report
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12480114
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
西田 靖 宇都宮大学, 工学研究科, 教授 (00005315)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 光政 宇都宮大学, 工学部, 教授 (40091706)
伊藤 弘昭 宇都宮大学, 工学研究科, 助手 (70302445)
湯上 登 宇都宮大学, 工学研究科, 助教授 (60220521)
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| Keywords | 小型陽子加速器 / イオン源 / IH加速器 / V_2×B加速 / 航跡場加速 |
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| Research Abstract |
この研究の目標は超短パルス高出力レーザーを用いたコンパクトな高エネルギーイオン加速器の開発である。今年度は高エネルギー領域における陽子加速法の詳細な検討と原理実証を行うための陽子源の開発を行った。イオン加速の方法としてはV_p×B加速機構を用いた方法とレーザー励起航跡場の横電場を利用した方法の2種類の方法を検討した。一方、原理実証実験を行うために入射器用陽子源を開発したが、エネルギー30keVの陽子源の開発はほぼ終了した。ついで、陽子源から射出された30keVの陽子を1MeVまで加速させる前段加速器として、ここ最近注目され始めたIH(Interdigital H-mode)型線形加速器を採用することにした。このIH加速器はRFQ加速器に比べてシャントインピーダンスが大きいので、電力効率が優れているため小型化が可能である。IH加速器用の加速電極・加速空胴の設計は終了したが、MAFIA等のシミュレーションソフトを使用してIH加速器用の電極を含めた加速空胴の設計値に対する最終検討を行っている。今後、その検討が終りしだい設計値に従った試作器を製作し、加速空胴内の電場分布を測定していく予定である。
また同時に、レーザーとプラズマを利用した高エネルギー電子加速器の実現化に向けて重要な課題の1つとなっている加速距離の制限を克服するプラズマ導波路(plasma waveguide)内を伝搬する電磁波のモード解析を行った。その結果、プラズマ導波路の幅を広げていくと基本モードの他に高次モードが伝搬していることがわかった。
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[Publications] P. X. Wang et.al.: "Generation of Sub-picosecond GeV Electron Bunches by Laser Acceleration in Vacuum"Jpn. J. Appl. Phys.. 40. 935-939 (2001)
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[Publications] M. I. Bakunov et.al.: "Frequency upshifting of microwave radiation via resonant excitation of plasma oscillations in a thin layer of a time-varying plasma"Phys. Plasmas. 8. 2987-2991 (2001)
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[Publications] R. Chirag et.al.: "Observation of Ultra High Energy Electrons by Resonance Absorption of High Power Microwaves in Pulsed Plasma"Phys. Rev. E. 64. 016403-1-016403 (2001)
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[Publications] P. X. Wang et.al.: "Characteristics of laser-driven electron acceleration in vacuum"J. Appl. Phys.. 91. 856-866 (2002)
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[Publications] H. Ito et.al.: "Ion Acceleration in Laser Wakefield"Journal of Plasma and Fusion Research. (To be published).
