新型電子・ポジトロンスペクトロメータによるレーザー超高密相対論の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14390033
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 田中 和夫 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70171741)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 児玉 了祐 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 助教授 (80211902) ; 北川 米喜 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 助教授 (40093405)
• Keywords: 高速電子ポジトロン / 超高強度レーザー / 相対論物理 / レーザー核融合基礎研究

Research Abstract

初年度は、高エネルギー電子・ポジトロンスペクトル計測のための計測器と使用するイメージングプレートの感度較正を行った。
リニア加速器を用い、電子エネルギー30MeV-100MeVでの感度較正は、世界で始めてであり、イメージングプレートからの定量的データを取得する上で非常に重要なものと位置づけられる。また、イメージングプレートに記録された信号は、時間とともに減衰するがその特性も測定して、最適なデータ読み出しタイミングを定義した。
また、イメージングプレートは、電子・ポジトロンスペクトロメータ検出器として使用される際、電子は、斜めに入射する。その場合のエネルギー損失についても較正を行った。結果は、「放射線」に論文として掲載された。放射線28巻、203-213(2003)
電子・ポジトロンスペクトロメータを設計し、製作を行った。可観測エネルギー範囲は、1-100MeVである。
電子エネルギーを分散させるために、最大45キロガウスの永久磁石を使った。
スペクトロメータ先端には、5mmの口径のアパチャーを設けた。
超高強度レーザーと物質の相互作用から発生する電子を計測することに成功した。電子は、MeV以上のエネルギーを持ち、最大60MeV程度のエネルギーを持つ。その場合のレーザーエネルギーは、20Jでレーザー集光強度は、10^∧19^∧W/cm^∧2^∧
Inst. Laser Eng., Osaka University Annual Progress Report 2001 p5-8(2001)スペクトルの形状は、マックスウェル分布で近似でき、その傾き温度を定義できる。温度は、上記レーザー集光強度で1-2MeV程度であった。

Research Products

• [Publications] 高橋輝吉: "高速電子に対するイメージングプレートの感度校正"放射線. Vol.28. 203 (2002)
• [Publications] Jian Zneng: "Spectrum of transition radiation from hot electrons generated in ultra-intense laser plasma interaction"Physics of Plasmas. Vol.9. 3610 (2002)
• [Publications] Jian Zneng: "Harmonic emission with cyclotron satellite structure due to strong magnetic fields produced by ultra-intense laser-plasma interaction"Physics of Plasmas. Vol.9. 3193 (2002)
• [Publications] 宮越健之: "Stimulated Raman back-scattering from a mm-scale inhomogeneous plasma irradiated with ultra-intense laser pulse"Physics of Plasmas. Vol.9. 3552 (2002)