2016 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, 未来戦略機構, 招へい教授 (70171741)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
羽原 英明 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (60397734)
坂上 仁志 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (30254452)
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)
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| Project Period (FY) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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| Keywords | Super-penetration / レーザー光集束 / 相対論的レーザー光異常透過 / 高速電子 / 高速点火レーザー核融合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き平面プラズマを用いた高強度レーザーの伝搬に関する実験を、米国ロチェースター大学で行った。プラズマ密度プロファイルを変えないように、温度だけ変化するようにプラズマ生成ビームのパルス波形を変形することで、温度200eVと800eVのミリメートルスケールの長スケールプラズマの作成に成功した。そこに高強度レーザーを照射すると、低温度の場合は殆どレーザーが伝搬しないことが明らかになり、影絵計測の結果、レーザー中心部分よりフィラメント不安定性が成長することで伝搬を阻害することが明らかになった。また本科研費で購入したレーザーの整備を進め、真空チャンバーにレーザーを導入し、プラズマの生成することに成功した。また大型の高効率に並列化された粒子コードを完成し、ミリメートルスケールのプラズマ伝搬の計算を行い、実験と良い一致を見ることを示した。同時に２次元の流体シミュレーションコードにも取り掛かり、爆縮又は平板プラズマの時間発展を正確に追うことが出来るようになった。
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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
大型実験を実施することで、高強度レーザーがより高密度領域に伝搬する条件を明らかにすることが出来た。さらに大型粒子シミュレーションコードが完成し、実際に実験を再現するような・シミュレーションをスーパーコンピューターで実施し、実験結果を再現する結果を得た。これによりより一層詳細で正確な実験設計が行えるようになった。また流体シミュレーションの導入により、高強度レーザー照射時のプラズマ状態を理解することが出来るようになり、より一層シミュレーションに即した実験を行うことが出来るようになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
大阪大学レーザーエネルギー学研究センターにおいて、爆縮プラズマへの高強度レーザー照射実験、すなわちsuper-penetration実験を実施する。この実験のために、新しく銅イオンを添付した中実球ターゲットを開発し、プラズマ中の高強度レーザーの伝搬、燃料コア領域へのエネルギー付与の様子を計測していく。
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[Journal Article] Visualizing Fast Electron Energy Transport Into Laser-Compressed High-Density Fast-Ignition Targets2016
Author(s)
L.C.Jarrott, M.S.Wei, C.McGuffey, A.A.Solodov, W.Theobald, B.Qiao, C.Stoeckl, R.Betti, H.Chen, J.Delettrez, T.Doppner, E.M.Giraldez, V.Y.Glebov, H.Habara, T.Iwawaki, M.H.Key, R.W.Luo, E.J.Marshall, H.S.Mclean, C.Mileham, P.K.Patel, J.J.Santos, H.Sawada, R.B.Stephens, T.Yabuuchi, and F.N.Beg
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Journal Title
Nature Physics
Volume: 12
Pages: 499,504
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Indirect monitoring shot-to-shot shock waves strength reproducibility during pump-probe experiments2016
Author(s)
T.A.pikuz, A.Ya. Faenov, N.Ozaki, N.J.Hartley, B.Albertazzi, T.Matsuoka, K.Takahashi, H.Habara, Y.Tange, S.Matsuyama, K.Yamauchi, R.Ochante, K.Sueda, O.Sakata, T.Sekine, T.Sato, Y.Umeda, Y.Inubushi, T.Yabuuchi, T.Togashi, T.Kataya
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Journal Title
Journal of Applied Physics
Volume: 120
Pages: 035901-1,-7
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Magnetic field generation during intense laser channelling in underdense plasma2016
Author(s)
A.G.Smyth, G.Sarri, M.Vranic, Y.Amano, D.Doria, E.Guillaume, H.Habara, R.Heathcote, G.Hicks, Z.Najmudin, H.Nakamura, P.A.Norreys, S.Kar, L.O.Silva, K.A.Tanaka, J.Vieira and M.Borghesi
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Journal Title
Physics of Plasmas
Volume: 23
Pages: 079901-1,-1
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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