縮退プラズマ中の核反応計測

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16082204
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 畦地 宏 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 教授 (90135666)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白神 宏之 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 助教授 (90183839) ; 重森 啓介 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 助教授 (50335395) ; 磯辺 光孝 大阪大学, 核融合科学研究所, 助手 (00300731) ; 米田 仁紀 電気通信大学, レーザー研, 助教授 (00210790) ; 兼松 孝好 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 教授 (50135753)
• Keywords: レーザー核融合 / 高速点火 / フェルミ縮退 / 荷電粒子阻止能 / 二次反応

Research Abstract

目的:核燃焼で主要な役割を果たすα粒子は,電子との衝突によりプラズマにエネルギーを付与するが,高密度に圧縮された電子はフェルミ縮退しているために,電子の遷移が制限され阻止能が低下する.このため点火・燃焼の条件が変わる可能性がある.本研究の目的は縮退プラズマ中の核反応計測により,縮退プラズマ中の荷電粒子の阻止能の低下を検証し,縮退が点火・燃焼に与える影響を予測することである.
全体計画:平成16-18年度に主として装置設計・製作、予備実験と性能評価を行い,平成19-20年度に,大阪大学レーザーエネルギー学研究センターにて,爆縮用の激光XII号(既設)および加熱用のLFEXレーザーを用いて縮退した爆縮プラズマの加熱実験を行う.
中性子分光器:核融合反応による中性子スペクトル計測には高エネルギー分解能の中性子分光器が必要である.高速点火実験で使用するために,加熱用レーザーの一部との空間的干渉を避けるために,中性子分光器を移設する必要があり,半数チャネル(421チャネル)の移設後の再立ち上げを完了した.また加熱用レーザーの注入により発生する多量のγ線対策として必要な鉛厚さとその設置場所の最適化を行った.さらに2次反応中性子の観測に成功し,縮退度(温度/フェルミエネルギー)=1程度のプラズマが形成されていることを検証した.
高速X線画像計測:加熱された爆縮コアの動的挙動を観測するために,超高速時間空間分解X線画像計測法として,5-10keV領域での位相型フレネル・ゾーンプレート(疇地)と2次元画像サンプリングX線ストリークカメラ法(SIXS法,白神,重森)を組み合わせ,時間分解能2ps,空間分解能3μmの計測の原理を提案した.これまでに位相型フレネルゾーンプレートが必要とされる空間分解能をもつことを検証した,問題となる背景光をX線干渉により抑制する3段ステップの位相型ゾーンプレートを開発した.またSIXS法の原理実証に基づきコーン付きターゲットの爆縮の観測に成功した.

Research Products

• [Journal Article] Comprehensive Diagnosis of Growth Rates of the Ablative Rayleigh Taylor Instability (2007)
  • Author(s): H.Azechi, T.Sakaiya, S.Fujioka, Y.Tamari, K.Otani, K.Shigemori, M.Nakai, H.Shiraga, N.Miyanaga, K.Mima
  • Journal Title: Phys. Rev. Lett. Vol. 98 Pages: 045002-1-4
• [Journal Article] Present status of the FIREX programme for the demonstration of ignition and burn (2006)
  • Author(s): Hiroshi Azechi, the FIREX Project
  • Journal Title: Plasma Phys. Control. Fusion Vol. 48 Pages: B267-B275
• [Journal Article] Ultrafast x-ray imaging with sliced sampling streak cameras (2006)
  • Author(s): T.X.Huang, M.Nakai, H.Shiraga, H.Azechi, Y.K.Ding, Z.J.Zheng
  • Journal Title: Rev. Sci. Instrum. Vol. 77 Pages: 026105
• [Journal Article] Recent results and future prospects of laser fusion research at ILE, Osaka (2006)
  • Author(s): K.Mima, K.A.Tanaka, R.Kodama, T.Johzaki, H.Nagatomo, H.Shiraga, N.Miyanaga, M.Murakami, H.Azechi, M.Nakai, T.Norimatsu, K.Nagai, T.Taguchi, H.Sakagami
  • Journal Title: J. Phys. IV France Vol. 133 Pages: 27-28
• [Journal Article] Measurements of sound velocity of laser-irradiated iron foils relevant to earth core condition (2006)
  • Author(s): K.Shigemori, D.Ichinose, T.Irifune, K.Otani, T.Shiota, T.Sakaiya, H.Azechi
  • Journal Title: J. Phys. IV France Vol. 133 Pages: 37-41
• [Journal Article] 10-kJ PW laser for the FIREX-I program (2006)
  • Author(s): N.Miyanaga, H.Azechi, K.A.Tanaka, T.Kanabe, T.Jitsuno, J.Kawanaka, Y.Fujimoto, R.Kodama, H.Shiraga, K.Kondo, K.Tsubakimoto, H.Habara, J.Lu, G.Xu, N.Morio, S.Matsuo, E.Miyaji, Y.Kawakami, Y.Izawa, K.Mima
  • Journal Title: J. Phys. IV France Vol. 133 Pages: 81-87
• [Journal Article] Attempt on direct measurement of non-local electron transport effect on density profile in plastic targets irradiated with 0.35-μm and 0.53-μm lasers (2006)
  • Author(s): K.Takeda, Y.Tamari, H.Azechi
  • Journal Title: J. Phys. IV France Vol. 133 Pages: 197-199
• [Journal Article] Conceptual design of laser fusion reactor KOYO-fast-Target design and the fueling system (2006)
  • Author(s): T.Norimatsu, T.Johzaki, H.Azechi, K.Mima, Y.Nakao, H.Sakagami, H.Shiraga, R.Kodama, H.Nagatomo, T.Endo, A.Iwamoto, H.Yoshida, M.Nakai, Members of Reactor Design Committee
  • Journal Title: J. Phys. IV France Vol. 133 Pages: 841-842