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レーザー駆動フェムト秒ガンマ線パルスを用いた中性子発生

研究課題

研究課題/領域番号 16H04090
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマ科学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

三浦 永祐  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 上級主任研究員 (10358070)

研究分担者 山崎 淳  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (10436537)
藤原 健  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (90552175)
豊川 弘之  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (80357582)
黒田 隆之助  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, ラボチーム長 (70350428)
研究協力者 高橋 栄治  
益田 伸一  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2016年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
キーワードレーザー加速 / レーザーコンプトン散乱 / ガンマ線 / 中性子 / プラズマ / 量子ビーム / 高性能レーザー / レーザー電子加速 / レーザーコンプトン散乱ガンマ線 / レーザーコンプトン散乱γ線
研究成果の概要

レーザー加速電子線により発生するガンマ線を用いた超短パルス中性子源の実現を目指した研究開発を行った。高エネルギー、高電荷量のレーザー加速電子線を発生するために、フェムト秒レーザー装置を高性能化した。粒子シミュレーションを用いて、高電荷量のレーザー加速電子線の発生条件を調べた。中赤外域のフェムト秒レーザーパルスを用いることによって、高電荷量の電子線を発生する効率の良いレーザー電子加速が可能なことを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

中性子線は物質の透過力が高く、また軽元素の識別能力が高いという特徴を持ち、材料の分析ツールとして有用である。しかし、中性子源の利用は原子炉や大型加速器施設に限られており、小型中性子源の実現が期待されている。本研究では、原理的には高速中性子が発生せず、放射線遮蔽や減速材が非常にコンパクトにできるレーザー駆動超短パルス低速中性子発生方法を提案し、その実現に向けた基盤技術を確立することができた。本研究成果をさらに発展させることにより実験室規模の小型中性子源が実現でき、将来的には材料分析等に利用されることが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] レーザー航跡場加速電子線を用いた逆コンプトン散乱X線発生2017

    • 著者名/発表者名
      三浦永祐
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 45 ページ: 87-93

    • NAID

      130007957372

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Exploration of efficient laser-driven plasma acceleration using an intense mid-infrared laser pulse2018

    • 著者名/発表者名
      Eisuke MIURA, Shin-ichi Masuda, and Eiji J. Takahashi
    • 学会等名
      International Conference on High Energy Density Sciences 2018(HEDS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient laser wakefield acceleration by using mid-infrared pulses2018

    • 著者名/発表者名
      Eiji J. Takahashi, Shin-ichi Masuda, and Eisuke MIURA
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electr-Optics 2018(CLEO2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of efficient laser plasma acceleration driven by a relativistic mid-infrared laser field&2018

    • 著者名/発表者名
      Eiji J. Takahashi, Shin-ichi Masuda, and Eisuke MIURA
    • 学会等名
      31st Annual Conference of the IEEE Photonics Society (IPC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 中赤外レーザーを用いた 高効率レーザー電子加速の探索2018

    • 著者名/発表者名
      三浦永祐、益田伸一、高橋栄治
    • 学会等名
      第65回応用物理学春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] レーザー加速による粒子線生成と応用2016

    • 著者名/発表者名
      三浦永祐
    • 学会等名
      名古屋大学未来社会創造機構モビリティ領域 第25回 次世代自動車公開シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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