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超高強度・超短パルスレーザーを使ったコンパクト中性子源の理論シミュレーション研究

研究課題

研究課題/領域番号 12F02027
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 プラズマ科学
研究機関大阪大学

研究代表者

村上 匡且  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 教授

研究分担者 WENG Su-ming  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 外国人特別研究員
WENG S.-M.  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2012 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2013年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2012年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードクーロン爆発 / コンパクト中性子源 / 粒子シミュレーション / 小型中性子源 / 理論モデル / Li-p核反応
研究概要

2種イオン混合クラスターを使ったクーロン爆発による単色効率増大に関する計算を進めた。半径依存性を持つクラスターを球対称1次元粒子シミュレーションで計算を行なうことによりエネルギースペクトルを定量的に求めた。単一イオンのみから構成されるクラスターを用いれば、実際には高い単色化効率は期待できないことが予想される一方で、2種類のイオンを混合すると、ある特定の密度プロファイルで極めて高い単色化現象が起こることが期待される。これまでの計算の結果では、総プロトン数の約90%が最大エネルギーの1-2%程度のエネルギーバンド内に収まるだけでなく、全エネルギーの40%がこれら単色プロトンの運動エネルギーに変換されることを確認した。
特に(1)達成可能なイオンの最大エネルギー(2)イオンのエネルギースペクトル(3)単色化効率(最大イオンエネルギーの1%エネルギLバンド内に含まれるプロトンの総エネルギー/全イオンの総運動エネルギーとして定義)等の重要な物理ファクターが、(A)クラスターの半径(B)構成要素(C)密度混合配位(D)レーザー照射強度(E)パルス幅、といった外部パラメータにどのような関数として表されるか、という比例則に関して定量化を図った。その理論モデル構築をおこなった。また、上記の予備計算は、1次元球対称という理想化された状態の下での、しかも非相対論領域における粒子シミュレーションの結果であったが、実際には、全ての2粒子間のクーロン相互作用を考慮するN体問題を解く詳細なシミュレーションを相対論的パラメータ領域においても行なう必要がある

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初目標の物理モデルの構築並びにシミュレーションによるデータベース構築は順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

全ての2粒子間のクーロン相互作用を考慮するN体問題を解く詳細なシミュレーションを相対論的パラメータ領域において行なう必要がある。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2014 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件)

  • [雑誌論文] Quasi-monoenergetic ion generation by hole-boring radiation prcssure acceleration in inhomogencous plasmas using tailered lascr pulses2014

    • 著者名/発表者名
      S. M. Weng, M. Murakami, H. Azcchi, J. W. Wang, N. Tasoko, M. Chen, Z. M. Sheng, P. Mulser, W. Yu, and B. F. Shen
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas

      巻: 21

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultra-intense laser pulse propagation in plasmas : from classic hole-boring to incomplete hole-boring with relativistic transparency2012

    • 著者名/発表者名
      S-M. Weng, M. Murakami, P. Mulser, Z.M. Sheng
    • 雑誌名

      New Journal of Physics

      巻: 14 号: 6 ページ: 063026-063026

    • DOI

      10.1088/1367-2630/14/6/063026

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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