2018 Fiscal Year Annual Research Report
Neutron generation using a laser-driven femtosecond gamma-ray pulse
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16H04090
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
三浦 永祐 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 上級主任研究員 (10358070)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山崎 淳 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (10436537)
藤原 健 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (90552175)
豊川 弘之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (80357582)
黒田 隆之助 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, ラボチーム長 (70350428)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | レーザー加速 / プラズマ / 量子ビーム / 高性能レーザー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、高出力のフェムト秒レーザーパルスによって生成されるプラズマを利用した電子加速（レーザー加速）により発生する高エネルギー電子線とフェムト秒レーザーパルスを相互作用させ、レーザーコンプトン散乱により発生するガンマ線を用いた光核反応により中性子を発生することを目的としている。具体的には、レーザー加速により200 MeVのエネルギーの揃った準単色電子線を発生し、波長400 nmのレーザーパルスとのレーザーコンプトン散乱によって光子エネルギー1.7 MeV以上のガンマ線を発生し、ベリリウムでの光核反応を用いて中性子を発生する。
最終年度にあたり高エネルギー電子線発生とそれを用いた中性子発生を実証する予定であったが、 実験に用いるフェムト秒チタンサファイアレーザー装置のトラブルのために十分な実験期間を取ることができなかった。そのため、レーザーコンプトン散乱によって発生するガンマ線の収量を増強のためのレーザー加速電子線の電荷量を増強する条件を、粒子シミュレーションを用いて調べた。チタンサファイアレーザー（波長800 nm）よりも長波長の波長が3300 nmの中赤外域のフェムト秒レーザーパルスを用いることにより、レーザーパワーが半分（2.5 TW）で準単色電子線のピークエネルギーを2倍（120 MeV）にし、かつ電荷量も10倍程度増強できることを示した。本研究で提案する中性子発生には、中赤外域のフェムト秒レーザーパルスの利用が有用であることを示すことができた。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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