2012 Fiscal Year Annual Research Report
電子とのハイブリッド加速を用いたレーザー陽子ビーム生成
| Project/Area Number |
23654208
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
三浦 永祐 独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 上級主任研究員 (10358070)
|
|---|
| Keywords | 高性能レーザー / プラズマ / 量子ビーム / レーザープラズマ加速 / 陽子ビーム / 電子ビーム |
|---|
| Research Abstract |
本研究は、レーザープラズマ電子加速（レーザーとプラズマの相互作用を利用した電子加速）を用いて高エネルギー電子ビームを発生し、その電子群を陰極としてレーザー照射薄膜ターゲット裏面との間に電場を形成し、陽子を加速するレーザー陽子ビーム生成新手法の原理を実証することを目的としている。
陽子を加速する強力な電場を発生するには、陰極を生成する電子ビームの電荷量の増強が必要であり、その増強を行った。電子ビーム発生に用いる第１レーザービームのスペクトルの最適化を行い、パルス幅を40 fsにまで短くし、レーザーパワーを増強した。波長800 nm、エネルギー750 mJ、パルス幅40 fsのレーザーパルスを長さ2 mmのヘリウムガスジェットに照射し、電子密度が1.6E+19 cm-3のプラズマから、ピークエネルギーが65 MeV、単色ピーク内の電荷量が90 pC、発散角が10 mrad 程度のエネルギーの揃った準単色電子ビーム発生に成功した。これまでより10倍程度の電荷量の増強に成功した。
薄膜ターゲットを照射し陽子を発生するための第２レーザービームの整備を行い、波長800 nm、エネルギー150 mJ、パルス幅100 fsのレーザーパルスを得た。薄膜ターゲットの位置調整装置、集光照射系、陽子ビーム検出装置を完成させ、照射実験を行った。第２ビームの薄膜ターゲットへの照射のみでも、陽子ビーム発生を示唆する結果を得た。
さらに、ガスジェットと薄膜ターゲットへの２レーザーパルスの同期照射を行い、本研究で提案する陽子ビーム発生実験を実施した。
|
