2011 Fiscal Year Annual Research Report
ビート波レーザーによる遅波プラズマ波の制御とイオン加速実証
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22740366
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| Research Institution | The Graduate School for the Creation of New Photonics Industries |
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Principal Investigator |
森 芳孝 光産業創成大学院大学, 光産業創成研究科, 助教 (60440616)
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| Keywords | プラズマ・核融合 / 量子ビーム / 高性能レーザー |
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| Research Abstract |
研究の目的は、レーザー航跡場で、イオンが直接加速可能であることを実証することにある。そのためには、以下の3課題を明確にする必要がある。I.位相速度の遅いHigh-zイオンプラズマ波の励起、II.High-zプラズマ波への陽子入射とその加速実証、III.加速陽子をプラズマ波に捕獲及び加速し続けるための、プラズマ密度、加速電場強度及び位相速度の制御。
本研究期間内では、すでに着手しているIの詳細検証の後、IIに着手する。
本年度はIIに着手した。加速陽子をプラズマ波に捕獲加速するためには、(1)対向2ビームをレーザープラズマ相互作用領域で完全に衝突させること、さらに(2)加速陽子が照射光学系に干渉することなくインラインで計測できることの2点の研究開発が求められる。それぞれの成果について述べる。
[1]対向照射システムの改善
昨年度導入した全反射型対向照射システムにおいて、一方の照射システムの集光ミラーの中心に計測穴を設けることで、加速陽子を光学系の外で計測できるように改良した。さらに、対向2ビームのアライメント手法の開発をおこなった。レーザー照射方向に対して、斜め上部からモニターするために導入したター監視カメラにより、レーザー伝搬方向の横軸に対する対向2ビームの照射位置アライメントを実施し、さらに、既設のレーザー照射横方向からモニターするプロープ光学系により、伝搬方向に対する上下方向のビームアライメントを実施した結果、2ビームのポインティングを精度±50μm以内に抑えることができた。以上の成果により、2ビームがレーザープラズマ相互作用領域で確実に衝突可能となった。
[2]インライン粒子計測器の構築
インラインで加速陽子を計測することに先立ち、まず確実に発生している高速電子計測システムを構築した。本計測システムを今後陽子計測器へ拡張していく。
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[Journal Article] Fusion using fast heating of a compactly imploded core2012
Author(s)
Y. Kitagawa, Y. Mori, O. Komeda, K. Ishii, R. Hanayama, K. Fujita, S. Okihara, T. Sekine, N. Satoh, T. Kurita, M. Takagi, T. Kawashima, H. Kan, N. Nakamura, T. Kondo, M. Fujine, H. Azuma, T. Motohiro, T. Hioki, Y. Nishimura, A. Sunahara, and Y. Sentoku
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Journal Title
Physical Review Letters
Volume: Vol.108
Pages: 155001
DOI
Peer Reviewed
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