レーザー爆縮における流体不安定性の非線形発展-渦の生成・消滅を伴うダイナミックス

• 研究課題/領域番号: 18560791
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 西原 功修 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 特任研究員 (40107131)
• 研究分担者: 村上 匡且 (村上 匡旦) 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 准教授 (80192772)
• 連携研究者: 松岡 千博 愛媛大学, 理学部, 助教 (10270266)
• 研究協力者: ZHAKHOVSKII Vasilii V. 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 特任研究員
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,870千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 570千円); 2008年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2007年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2006年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: プラズマ / 核融合 / 流体不安定性 / 非線形 / 渦 / 分子動力学シミュレーション / リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性 / 極短紫外光(EUV) / 液相-気相混合相 / レーザー核融合 / 流体不安定性の非線形発展 / 衝撃波 / 表面張力 / リヒトマイヤー・メシュコフ不安 / 自己相似解 / 渦度 / 界面 / レーザーアブレーション

研究概要

レーザー核融合における燃料の高密度圧縮に関連して、圧縮過程で生じる様々な流体不安定性の非線形発展を渦のダイナミックスの観点から明らかにしてきた。特に本研究では凹凸のある物質界面を衝撃波が通過することによって生じる不安定性を中心にして、渦度の生成・消滅を伴う界面での非一様渦のダイナミックスを記述する非線形理論モデルの構築、分子動力学シミュレーションなどを行い、爆縮に伴う非線形成長の加速の存在などを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Nanocluster explosions and quasi monoenergetic spectra by homogeneously distributed impurity ions (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 15 ページ: 82702-82702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanospallation induced by an ultrashort laser pulse (2008)
  • 著者名/発表者名: N.A. Inogamov, V.V. Zhakhovskii, S.I. Ashitkov, Yu. V. Petrov, M.B. Agranat, S.I. Anisimov, K. Nishihara, and V.E. Fortov
  • 雑誌名: JETP 107 ページ: 1-109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanostructure explosion and quasi monoenergetic spectra by homogeneously distributed impurity ions (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami and M. Tanaka
  • 雑誌名: Phys. Plsmas 15 ページ: 82702-82702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasma physics and radiation hydrodynamics indeveloping an extreme ultraaviolet light source fro lithography (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Nishihara, A. Sunahara, A. Ssaki, M. Nunami, H. Tanuma, S. Fujioka, Y. Shimada, K. Fujima, H. Furukawa, T. Kato, F. Koike, R. More, M. Murakami, T. Nishikawa, V. Zhakhovskii, K. Gamata, A. Tanaka, H. Ueda, H. Nishimura, Y. Izawa, N. Miyanaga and K. Mima
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 15 ページ: 56708-56708
  • 査読あり
• [雑誌論文] New mechanism of the formation of the nanorelief on a surface irradiated by a femtosecond laser pulse (2008)
  • 著者名/発表者名: V.V. Zhakhovskii, N.A. Inogamov, K. Nishihara
  • 雑誌名: JETP Lett 87 ページ: 423-427
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-mode character of the nonlinear dynamics of a vortex sheet in Rayleigh-Taylor and Richtmyer-Meshkov instabilities (2008)
  • 著者名/発表者名: C. Matsuoka and K. Nishihara
  • 雑誌名: J. Phys. Conf. Ser 112 ページ: 22020-22020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-species ion acceleration in expansion of finite-size plasma targets (2008)
  • 著者名/発表者名: PY Ye, A. Tanaka, M. Nunami, M. Murakami and K. Nishihara
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res 3 ページ: 35-35
  • NAID: 130000263917
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasma physics and radiation hydrodynamics in developing an extreme ultravioletlight source for lithography (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Nishihara
  • 雑誌名: Physics of Plasma 15 ページ: 56708-56708
  • 査読あり
• [雑誌論文] New mechanism of the formation of the nanorelief on a surface irradiated by afemtosecond laser pulse (2008)
  • 著者名/発表者名: V Zhakhovskii
  • 雑誌名: JETP Letters 87 ページ: 423-427
  • 査読あり
• [雑誌論文] EUV spectroscopy of Xe ions from the large helical device at the National Institute for Fusion Science for stable plasmas and plasmas undergoing radiation collapse (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kato
  • 雑誌名: JOURNAL OF PHYSICS B-ATOMIC MOLECULAR AND OPTICAL PHYSICS 41 ページ: 35703-35703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-similar ablative flow of nonstationary accelerating foil due to nonlinear heat conduction (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami, T. Sakaiya and J. Sanz
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 14 ページ: 22707-22707
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of plume and crater formation after action of femtosecond laser pulse (2007)
  • 著者名/発表者名: M.B. Agranat, S.I. Anisimov, S.I. Ashitkov, V.V. Zhakhovskii, N.A. Inogamov, K. Nishihara, V.V. Petrov, V.E. Fortov, V.A. Khokhov
  • 雑誌名: Appl. Surface Sci 253 ページ: 6276-6282
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation of the expansion of a crystal heated by an ultrashort laser pulse (2007)
  • 著者名/発表者名: S.I. Anisimov, V.V. Zhakhovskii, N.A. Inogamov, K. Nishihara and Y.V. Petrov
  • 雑誌名: Appl. Surface Sci 253 ページ: 6390-6393
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation of the expansion of a crystal heated by an ultrashort laser pulse (2007)
  • 著者名/発表者名: S. I. Anisimov
  • 雑誌名: APPLIED SURFACE SCIENCE 253 ページ: 6390-6393
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Relativistic Thermal Velocity Spread of Beam on Electromagnetic Instabilities in Fast Ignition (2007)
  • 著者名/発表者名: Peiyong YE
  • 雑誌名: J. Plasma Fusion Research 2 ページ: 49-52
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-similar ablative flow of non-stationary accelerating foil due to nonlinear heat conduction (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Murakami
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 14
• [雑誌論文] Analytical and numerical study of a vortex sheet in incompressible Richtmyer^Meshkov instanility in cylindrical geometry (2006)
  • 著者名/発表者名: C. Matsuoka and K. Nishihara
  • 雑誌名: Phys. Rev E74 ページ: 66303-66303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiscale character of the nonlinear coherent dynamics in the Rayleigh-Taylor instability (2006)
  • 著者名/発表者名: S.I. Abatzhi, K. Nishihara and R. Rosner
  • 雑誌名: Phys. Rev E73 ページ: 36310-36310
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fully nonlinear evolution of a cylindrical vortex sheet in incompressible Richtmyer-Meshkov instability (2006)
  • 著者名/発表者名: C. Matsuoka and K. Nishihara
  • 雑誌名: Phys. Rev E73 ページ: 55304-55304
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analytical and numerical study on a vortex sheet in incompressible Richtmyer-Meshkov instability in cylindrical geometry (2006)
  • 著者名/発表者名: C.Matsuoka
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW E 74・6
• [雑誌論文] Ablated matter expansion and crater formation under the action of ultrashort laser pulse (2006)
  • 著者名/発表者名: S.I.Anisimov
  • 雑誌名: JOURNAL OF EXPERIMENTAL AND THEORETICAL PHYSICS 103・2 ページ: 183-183
• [雑誌論文] Fully nonlinear evolution of a cylindrical vortex sheet in incompressible Richtmyer-Meshkov instability (2006)
  • 著者名/発表者名: C.Matsuoka
  • 雑誌名: Physical Review E 73・5
• [雑誌論文] Self-similar expansion of finite-size non-quasi-neutral plasma into vacuum : Relation to the problem of ion acceleration (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Murakami
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 13
• [学会発表] 超高強度レーザーとクラスター群との相互作用に関する3次元PICシミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 松本 拓也
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会
  • 発表場所: 宇都宮
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] Generation of Nonuniform Voriticity at Interface and Its Linear and Nonlinear Growth (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Nishihara
  • 学会等名: International Conference on Turbulent Mixing and Beyond
  • 発表場所: イタリア、トリエステ
  • 年月日: 2007-08-20
• [学会発表] Generation of nonuniform vorticity at interface and its linear and nonlinear growth (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Nishihara
  • 学会等名: International Conference on Turbulent Mixing and Beyond
  • 発表場所: Trieste, Italy