2020 Fiscal Year Research-status Report
Revealing high intensity laser driven isochoric heating by developing PICLS code in international collaborations
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19KK0072
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
千徳 靖彦 大阪大学, レーザー科学研究所, 教授 (10322653)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
城崎 知至 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (10397680)
岩田 夏弥 大阪大学, レーザー科学研究所, 特任講師(常勤) (70814086)
佐野 孝好 大阪大学, レーザー科学研究所, 助教 (80362606)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2024-03-31
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| Keywords | 高エネルギー密度科学 / 高強度レーザー / プラズマシミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度のPICLSコード国際共同開発に関わる研究活動実績を示す。
(1) 令和2年1月にLLNLを訪問し開始したプロジェクト「ペタワットレーザー相互作用の理論モデルの構築」に関して，米国側研究者(S. C. Wilks, A. J. Kempら)と月2回程度のWeb会議を行い継続し議論を行なった．研究成果はPhysical Review Researchに投稿中．(2) 米国ネバダ大学・澤田寛准教授と勧めている縮退プラズマの熱輸送モデル構築に関して，高強度レーザーによる等積加熱プラズマのXFELによる計測実験(理研SACLAにて実施)のデータの解析を進めた．Web会議とメールを活用した議論を行い，縮退プラズマ中のイオン化ポテンシャルの構造発展に関して論文をまとめNatureに投稿準備している．構築したモデルはドイツの研究グループ(T. Kluge, 中堤博士)で進めている実験にも適用し検証を進めている．(3) フランスボルドー大学E. d'Humieres教授と機械学習を用いたレーザーイオン加速の最適化を開始した．月2回程度のWeb会議を行い，ベイズ推定による多変量解析により，レーザーイオン加速のエネルギースケーリング則を同定した．スケーリング則に従い100MeV超にプロトンを加速するためのレーザー実験条件を明らかにした．成果はNature Commnun.に投稿準備中である．(4) 高強度レーザーによる高価数物質の加熱・イオン化と輻射される硬X線の影響を評価するために，硬X線の輻射過程と輻射輸送モデルをパデュ大学砂原淳博士と開発しPICLSコードに組み込んだ．モデルの検証のため，QST関西光科学研究所J-KAREN-Pレーザーの実験データとの比較を行い輻射の評価を開始した．次年度は現在モデル構築している銀以外のデータベースの構築を進めていく．
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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
Covid-19の影響により，相手先に伺い直接議論を交わす機会がゼロになった．しかし，オンライン会議の環境を整え，定期的なミーティングを持つことで，研究はほぼ予定通り進めることができた．国際会議での学生の発表の機会がなくなったが，オンライン会議を学生を交えて行うことで，英語による議論に学生を積極的に参加させ刺激を与えている．また，GitHubを活用しクラウド上でソースコード管理が可能なコード開発プラットフォームを構築し，各コード開発者及びコード利用者が最新の開発情報・最新コードにアクセスできるようにし，開発者同士のコミュニケーションを円滑化した．以上の理由により，当初予定していた研究課題を遅れることなく遂行できている．
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度に行なった共同研究を継続し，重イオン電離モデル・輻射モデルの高精度化，また，ピコ秒超の長時間レーザープラズマ相互作用を安定に行うための境界条件の開発，機械学習によるシミュレーションの一層の活用などを行う．世界各国でのコロナ禍の状況によるが，年度後半には米国，欧州の共同研究先への訪問も予定している．2020年度に構築したオンライン環境を最大限活用し，どのような状況でも持続可能な共同研究を進めていく．プロジェクトでは，博士課程の学生も参加 させ，RAとして1名サポートする(4万円/月)．研究成果は日本物理 学会，国際原子力委員会核融合学会(IAEA-FEC)などで報告するとともに，学術論文として継続的に発表する．
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| Causes of Carryover |
コロナ禍で海外の共同研究先への渡航ができず旅費が使用できなかった．オンライン会議等を活用しプロジェクトの遂行はほぼ予定通り行われている．R3年度は状況が改善されれば若手研究者・大学院生を海外研究機関へ派遣を実施する．渡航が難しい場合は，コードの開発テスト環境である計算機環境の改善，例えばシミュレーションデータのストレージとしてファイルサーバーの増設等に予算を使用する．
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| Remarks |
本Webページは，GitHubを活用しPICLSコード共同開発のプラットフォームである．開発者は最新のコードに随時アクセスすることが可能であり，また，自身の作成したソースコードをアップロードし他の開発者に提供することができる．
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