レーザー駆動衝撃波と圧電素子を用いた体腔内へ挿入可能な超小型X線源の開発

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20650067
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 長谷川 純 Tokyo Institute of Technology, 原子炉工学研究所, 助教 (90302984)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小栗 慶之 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 准教授 (90160829)
• Keywords: 衝撃波 / レーザー / X線源

Research Abstract

レーザー駆動衝撃波による高電圧発生実験のため,小型YAGレーザー,圧電素子,真空容器等を準備した.YAGレーザーについては,フラッシュランプと冷却水用イオン交換樹脂のオーバーホールを行った後,発生パルスエネルギー,繰り返し再現性,最大エネルギーを得るために必要なQスイッチ遅延時間等について詳細に調べた.これにより,当初の目標に近いパルス当たり30mJのレーザーの発生を確認し,さらにレンズで集束することで圧電素子表面において十分な強度の衝撃波を生成できる見通しが得られた.また,高出力レーザー輸送用の光ファイバー,光ファイバーへのレーザー導入用の光学レンズ,レーザー出力端の集束レンズを準備し,それらを光学台上で組み立ててレーザー軸のアライメントを行った.圧電素子については,直径5mm,厚さ1mmのディスク形状のものを両側から金属電極で挟み込んだものを製作した.カーボンナノファイバーを圧電素子表面に接着し電子発生用の電極とした.さらに,圧電素子中を伝播する衝撃波により圧電素子端面に発生する高電圧を利用した電子ビームおよびX線の発生実験を行うため,真空容器および真空排気系を新たに構築した.上記の機器を組み合わせることで,次年度から本格的に原理実証実験を行うための準備を完了した.さらに,衝撃波伝播シミュレーション用のコンピュータおよびコンパイラを用意し,数値流体計算コードの開発に必要な開発環境を構築した.