レーザー駆動イオンビームの空間エネルギー分解計測を可能にする検出器開発

• 研究課題/領域番号: 15F15772
• 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: 量子ビーム科学
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2016-2017); 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2015)
• 研究代表者: 西内 満美子 (高井満美子) (2015-2016) 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, 上席研究員(定常) (70391315)
• 研究分担者: DOVER NICHOLAS 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, 博士研究員(任常) (80817057) ; DOVER Nicholas Peter 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2015-11-09 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2016年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2015年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
• キーワード: ion source / laser plasma interaction / ion beam detector / plastic scintillator / レーザー / 超高強度レーザー / レーザー駆動型イオンビーム / 超短パルスレーザー / レーザー駆動イオン線加速

研究実績の概要

During this year, I used the scintillator-based transverse proton beam profiler (PBP) diagnostic developed over the previous years on ultra-high intensity laser-driven ion acceleration experiments using the J-KAREN-P facility. The PBP was a key diagnostic of the laser ion source, measuring, for the first time, laser-accelerated protons >10 MeV at high repetition rate. We used this to perform detailed parameter scans, allowing optimisation of proton beam flux, currently being prepared for publication.
A peer-reviewed paper describing the PBP was published in Review of Scientific Instruments in July 2017, using data from the previous FY. Data and analysis from the PBP was presented at various international conferences, including OPIC 2018 in Yokohama and EAAC 2018 in Italy.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Imperial College London(英国)
• [雑誌論文] The effect of laser contrast on generation of highly charged Fe ions by ultra-intense femtosecond laser pulses (2017)
  • 著者名/発表者名: A.Ya. Faenov, M.A. Alkhimova, T.A. Pikuz, I.Yu. Skobelev, M. Nishiuchi, H. Sakaki, A. S. Pirozhkov, A. Sagisaka, N. P. Dover, Ko. Kondo, K. Ogura, Y. Fukuda, H. Kiriyama, A. Andreev, K. Nishitani, T. Miyahara, Y. Watanabe, S. A. Pikuz Jr., M. Kando, R. Kodama, K. Kondo
  • 雑誌名: Applied Physics B 巻: 123 号: 7 ページ: 197-197
  • DOI: 10.1007/s00340-017-6771-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Scintillator-based transverse proton beam profiler for laser-plasma ion sources (2017)
  • 著者名/発表者名: Dover N. P.、Nishiuchi M.、Sakaki H.、Alkhimova M. A.、Faenov A. Ya.、Fukuda Y.、Kiriyama H.、Kon A.、Kondo K.、Nishitani K.、Ogura K.、Pikuz T. A.、Pirozhkov A. S.、Sagisaka A.、Kando M.、Kondo K.
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 88 号: 7 ページ: 073304-073304
  • DOI: 10.1063/1.4994732
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] High contrast high intensity petawatt J-KAREN-P laser facility at QST (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Nishiuchi, H. Kiriyama, H. Sakaki, N. P. Dover, K. Kondo, A. S. Pirozhkov, A. Sagisaka, Y. Fukuda, K. Nishitani, T. Miyahara, K. Ogura, M. A. Alkhimova, T. A. Pikuz, A. Y. Faenov, Y. Watanabe, J. Koga, S. V. Bulanov, M. Kando, K. Kondo
  • 雑誌名: SPIE proceedings 巻: 102410N-1 ページ: 102410N-102410N
  • DOI: 10.1117/12.2271172
  • 査読あり
• [雑誌論文] Approaching the diffraction-limited, bandwidth-limited Petawatt (2017)
  • 著者名/発表者名: Pirozhkov Alexander S.、Fukuda Yuji、Nishiuchi Mamiko、Kiriyama Hiromitsu、Sagisaka Akito、Ogura Koichi、Mori Michiaki、Kishimoto Maki、Sakaki Hironao、Dover Nicholas P.、Kondo Kotaro、Nakanii Nobuhiko、Huang Kai、Kanasaki Masato、Kondo Kiminori、Kando Masaki
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 25 号: 17 ページ: 20486-20501
  • DOI: 10.1364/oe.25.020486
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Laser acceleration of protons with an optically shaped, near critical hydrogen gas target (2017)
  • 著者名/発表者名: Y-H. Chen, M. Helle, A. Ting, D. Gordon, N. P. Dover, O. Ettlinger, Z. Najmudin, M. Polyanskiy, I. Pogorelsky, M. Babzien
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1812 ページ: 090002-090002
  • DOI: 10.1063/1.4975898
  • 査読あり
• [雑誌論文] Staging and laser acceleration of ions in underdense plasma (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Ting, B. Hafizi, M. Helle, Y-H Chen, D. Gordon, D. Kaganovich, M. Polyanskiy, I. Pogorelsky, M. Babzien, C. Miao, N. P. Dover, Z. Najmudin, O. Ettlinge
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1812 ページ: 020001-020001
  • DOI: 10.1063/1.4975837
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion acceleration and plasma jet formation in ultra-thin foils undergoing expansion and relativistic transparency (2016)
  • 著者名/発表者名: M. King, R. J. Gray, H. W. Powell, D. A. MacLellan, B. Gonzalez-Izquierdo, L. C. Stockhausen, G. S. Hicks, N. P. Dover, D. R. Rusby, D. C. Carroll, H. Padda, R. Torres, S. Kar, R. J. Clarke, I. O. Musgrave, Z. Najmudin, M. Borghesi, D. Neely, P. McKenna
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 巻: 829 ページ: 163-166
  • DOI: 10.1016/j.nima.2016.02.032
  • 査読あり
• [学会発表] Experimental investigation of sheath- driven proton acceleration scaling to the ultra-short pulse, ultra-high intensity regime (2018)
  • 著者名/発表者名: Nicholas Dover
  • 学会等名: JPS Butsuri Gakkai
• [学会発表] High repetition energetic particle beam-profile diagnostics for high-intensity laser-solid interactions (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Dover, M. Nishiuchi, H. Sakaki et al
  • 学会等名: 日本物理学会18回年会
  • 発表場所: 大阪府豊中市 大阪大学 日本
  • 年月日: 2017-03-19
• [学会発表] Investigation of sheath asymmetry effects on proton beam spatial profile in high intensity solid interactions (2017)
  • 著者名/発表者名: Nicholas Dover
  • 学会等名: International Conference on High Energy Density Science
• [学会発表] Experimental investigation of laser-driven proton sheath acceleration in the ultra-short pulse, ultra-high intensity regime (2017)
  • 著者名/発表者名: Nicholas Dover
  • 学会等名: European Advanced Accelerator Concepts
• [学会発表] High-repetition energetic particle spatial profile diagnostics for high-intensity laser-solid interactions (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Dover, M. Nishiuchi, H. Sakaki et al
  • 学会等名: Symposium on Photon and Beam Science、
  • 発表場所: 大阪府豊中市、千里ライフサイエンスセンター
  • 年月日: 2016-11-24
• [学会発表] Development of a high repetition rate proton transverse beam profile diagnostic for laser-plasma ion sources (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Dover, M. Nishiuchi, H. Sakaki et al
  • 学会等名: International Conference on High Energy Density Science、
  • 発表場所: 神奈川県横浜市、パシフィコ横浜 日本
  • 年月日: 2016-05-17
  • 国際学会
• [学会発表] Development of high repetition rate proton transverse beam profile diagnostic for laser-plasma ion source (2016)
  • 著者名/発表者名: N.Dover, M. Nishiuchi, H. Sakaki, K.Nishitani, M. Kando
  • 学会等名: 日本物理学会 第71回 年次大会
  • 発表場所: 宮城県 仙台市(東北学院大学 泉キャンパス）
  • 年月日: 2016-03-19