2015 Fiscal Year Annual Research Report
Super-penetrationを用いた高速点火の加熱検証
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15H05751
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
田中 和夫 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70171741)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長友 英夫 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 准教授 (10283813)
坂上 仁志 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (30254452)
羽原 英明 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (60397734)
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| Project Period (FY) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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| Keywords | Super-penetration / ﾚｰｻﾞｰ光集束 / 相対論的ﾚｰｻﾞｰ光異常透過 / 高速電子 / 高速点火ﾚｰｻﾞｰ核融合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Super-penetrationの実験は(1)ﾛﾁｪｽﾀｰ大学ｵﾒｶﾞEP(米)、(2)阪大ﾚｰｻﾞｰ研LFEX及び(3)ﾀﾀ基礎研究所(印)の3か所のﾚｰｻﾞｰｼｽﾃﾑを使って進めた。ﾛﾁｪｽﾀｰ大学の実験では、研究計画通り、ﾚｰｻﾞｰ光自己集束の平板ﾌﾟﾗｽﾞﾏ実験を行った。10ﾋﾟｺ秒ﾊﾟﾙｽ巾で5×10E(19)W/平方ｾﾝﾁﾒｰﾄﾙのﾚｰｻﾞｰ集光強度では相対論的異常透過現象が観測できなかった。100ﾋﾟｺ秒ﾊﾟﾙｽ巾、5×10E(19)W/平方ｾﾝﾁﾒｰﾄﾙのﾚｰｻﾞｰ強度では自己集束ﾚｰｻﾞｰ光は臨界密度に迄侵入する現象が観測された。この結果と理解は、本研究の今後の進展に重要な役割を果たす。ポンディラモーティブ力によるチャンネル内のプラズマ排斥による効果により、説明できる。平板ターゲット上、あらかじめ作成するプラズマのスケール長は、過去にロチェスター大学に於いて高密度爆縮実験（球状ターゲット）とほぼ同じ長さのものを使用している【Phys.Rev.Lett., 100, 185006(2008)】。つまり、この平板ターゲット上のプラズマにレーザー自己集束を起こすレーザービームを入射して、Super-penetrationを研究しているが、この実験の理解はそのまま、重水素燃料を用いた球状爆縮実験に適用可能であることを意味している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度は世界有数のﾚｰｻﾞｰ装置を持つ3機関に於いて、実験研究を開始した。理論ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝに関しては、放射流体ｺｰﾄﾞ、粒子ｺｰﾄﾞを使い、ﾚｰｻﾞｰ光のﾌﾟﾗｽﾞﾏ中での自己集束現象、高速電子のｴﾈﾙｷﾞｰ付与ﾒｶﾆｽﾞﾑの解明を進めている。初年度の成果は複数本論文にして著明ｼﾞｬｰﾅﾙに投稿準備中である。また成果論文に発表した内容は高速電子を発生しながら高密度プラズマ中を伝搬する、Super-penetrationレーザービームがどのような挙動を示すかを詳しく粒子コードシミュレーションで解析したものである（T.Iwawaki）。またレーザー照射ターゲットに回析格子構造を持つものを用いると、表面プラズモンモードをプラズマ中に励起することができる事を発見したものである。この結果はレーザー光とナノ構造ターゲットが効率よく相互作用を起こす、新しい物理メカニズムを見出したことを意味する。Super-penetration実験に応用することも視野に入れて研究を進める。このことで、研究の方向性をより広く保つことにつながる。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的には申請書の研究計画に沿って進める。二年度迄は平板ﾀｰｹﾞｯﾄに重点を置く。三年度からは球状爆縮ﾀｰｹﾞｯﾄへのSuper-penetrationを適用するなど、高速点火を目指した内容へとｼﾌﾄさせる。購入したﾚｰｻﾞｰ装置を稼働させて、高速電子ｽﾍﾟｸﾄﾛﾒｰﾀｰの較正等に使用する。H28年度はここ迄に得られた研究成果を広く国際会議で発表し、著名ジャーナルに論文として投稿する。
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[Journal Article] Density and temperature characterization of long-scale length, near-critical density controlled plasma produced from ultra-low density plastic foam2016
Author(s)
SN Chen, T Iwawaki, K Morita, P Antici, SD Baton, F Filippi,, H Habara, M Nkatsutsumi, P Nicolai, W Nazarov, C Rousseaux, M Staroudubstev,KA Tanaka and J Fuchs
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Pages: 21495-1,21495-7
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Efficient Production of Fast Electron Via Surface Plasmon Resonance Induced by Intense Laser Light2015
Author(s)
Y. Mishima, H. Habara, Prashant K. Singh, Amitava Adak, Gourab Chatterjee, Amit D. Lad, P. Brijesh, Malay Dalui, M. Inoue, J. Jha, Sheroy Tata, T. Madhu Trivikram, M. Krishnamurthy, G. Ravindra Kumar, K. A. Tanaka
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Journal Title
The Review of Laser Engineering
Volume: Vol.43, No.9
Pages: 638,642
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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