2007 Fiscal Year Annual Research Report
偏光X線分光法による超高強度レーザー生成プラズマ中のエネルギー輸送診断
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18340187
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
西村 博明 Osaka University, レーザーエネルギー学研究センター, 教授 (60135754)
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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)
城崎 知至 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 特任研究員 (10397680)
藤岡 慎介 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 助教 (40372635)
阪部 周二 京都大学, 化学研究所, 教授 (50153903)
甲斐 健師 大阪大学, 日本原子力研究開発機構・量子ビーム応用研究部門, 研究員 (70403037)
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| Keywords | 超高強度レーザー / 高速電子輸送 / 偏光分光 / X線分光診断 / レーザープラズマ診断 |
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| Research Abstract |
超高強度レーザーと物質との相互作用の結果、数10keV〜数MeVのエネルギーをもつ高速電子が発生しプラズマ内部を伝搬し、背景プラズマを加熱するとともに、高エネルギーイオンやピコ秒パルスX線、γ線などが放射される。粒子シミュレーションの予測によると、レーザープラズマ相互作用の結果生まれる高速電子の速度分布は、初期、きわめて非等方であり、プラズマ伝搬中に局所的電磁界を介して急速に緩和し、最終的に高温の等方プラズマが形成されると考えられる。レーザープラズマにおい、非等方な高速電子とプラズマ中のイオンとの衝突の結果、放射X線は偏光すると考えられる。このように、放射X線の偏光度を測定することにより、高密度プラズマ中の高速電子の非等方速度分布とその変化の様子を測定することが可能となる。本研究は、超高強度レーザープラズマ中の高速電子輸送に着目し、放射される偏光X線分光からその速度分布の直接観測を可能にする(1)新しいプラズマ診断法を開発するとともに、(2)高速電子輸送からX線放射過程までを統合した新しい計算コードによるシミュレーション解析手法を確立して、高密度プラズマ中の高速電子輸送を解明することを目的としている。
本年度は以下の研究を実施した。(1)H18年度実施した偏光X線分光に関する実験のデータの解析を進め、ターゲット深さ方向(密度勾配を遡る方向)に沿って負の偏光度から正の偏光度に移り、最終的に無偏光になることから、高速電子速度分布の異方性がレーザー電界方向から密度方向に沿った異方性への変化を結果を初めて見いだした。(2)従来の実験でえた結果を基に、塩素Heα線の偏光度に関する高励起状態も含めたレート方程式解法を構築し、高密度領域における弾性衝突による偏光度の低下を定量的に解析した。(3)塩素トレーサが適さない高温プラズマへの研究展開を図るため、銅をトレーサとした偏光X線分光器を整備した。
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