2019 Fiscal Year Annual Research Report
Enhancement of soft x-ray emission from laser-produced plasma under gas atmosphere
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17K05735
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
岸本 牧 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学領域, 上席研究員(定常) (40360432)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
難波 愼一 広島大学, 工学研究科, 教授 (00343294)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 水の窓軟Ｘ線 / レーザープラズマ / 雰囲気ガス / オージェ電子 / X線波長変換 / 輻射流体シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
窒素ガス雰囲気中での金(Au)レーザー生成プラズマからの水の窓軟Ｘ線放出の最大化のためには、様々にレーザー照射条件を変えて金レーザー生成プラズマ実験を行って軟Ｘ線放出が最大となるような条件を実験的に探索すると共に、実験で得られたデータを基に雰囲素窒素ガス分子と金レーザー生成プラズマの相互作用に関するシミュレーション計算を行う事によって理論的な面からも水の窓軟Ｘ線放出の最適条件を探ることも必要である。しかしながら、金レーザー生成プラズマに関する信頼できる輻射流体シミュレーションコードは現在存在していない。そこで金レーザー生成プラズマのための輻射流体シミュレーションコードを構築するため、実験で得られた軟Ｘ線分光計測結果を輻射流体シミュレーションコード Star 2d コードによる計算結果と比較することにより、どの程度 Star 2d コードが実験結果を正確に再現できるかの確認を行った。
実験は真空チャンバーの中に設置された金バルクターゲットを Nd:YAG レーザーで照射し、プラズマから放出された軟Ｘ線のスペクトルを斜入射分光器で、さらに軟Ｘ線放射の空間領域を示す軟Ｘ線２次元像と軟Ｘ線発光時間を、それぞれ軟Ｘ線フィルタ付きピンホールカメラと軟Ｘ線フィルタ付 Si検出器で計測した。そして得られた実験データから、時間積算した軟Ｘ線の空間的な発光形状と発光スペクトル形状、平均イオン価数、及びＸ線発光時間などを解析評価し、シミュレーション計算結果と比較した。その結果、Star 2dコードを用いたシミュレーション計算から得られた値は実験により得られたものと極めて近く、今回採用した Star 2d コードが金レーザー生成プラズマに対して信頼できるデータを提供できることを実証することができ、これによりシミュレーション計算による理論面からの軟Ｘ線放出の最適レーザー照射条件の探索が可能となった。
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