| 研究課題/領域番号 |
19H01876
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分14020:核融合学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
有川 安信 大阪大学, レーザー科学研究所, 講師 (90624255)
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| 研究分担者 |
時田 茂樹 大阪大学, レーザー科学研究所, 准教授 (20456825)
畑 昌育 大阪大学, レーザー科学研究所, 特任研究員 (60712429)
安部 勇輝 大阪大学, 工学研究科, 助教 (70817543)
椿本 孝治 大阪大学, レーザー科学研究所, 助教 (90270579)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
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| キーワード | 波長変換 / 超高強度レーザー / 電子発生 / レーザー核融合 / 電子加速 / 高速点火レーザー核融合 / LBO結晶 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高速点火レーザー核融合の効率を大幅に向上させるレーザー技術を提供し、それにより高速点火手法で点火・燃焼まで見通せる効率を達成する事が目的である。核融合プラズマを加熱するためのレーザーの波長を元々の赤外光から緑色と赤外の混合レーザーにすることで、電子の加速が促されることを予測している。この手法により、高速点火レーザー核融合の加熱効率を最大3倍まで向上させる事が出来ると期待している。この研究で使用する波長変換手法は従来よりも圧倒的にコンパクトなシステムでの波長変換が出来る。これによりレーザーの応用研究展開も期待される。
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| 研究成果の概要 |
この研究課題では、大型超高強度レーザー(大阪大学のLFEXなど)では世界初となる手法でレーザーの波長変換を行い、基本波50%と2倍高調波50%を混合した世界でもユニークなレーザーを生成する。そのレーザーを核融合プラズマなど加熱対象ターゲットに照射することで、波長混合をしないレーザーに比べて3~5倍の高効率な加熱が実現するということを検証する研究である。従来よりも圧倒的に小さな非線形光学結晶(LBO結晶)を用いて、世界最大級パワーの波長混合レーザーを生成することに成功した。また2波長混合レーザーで、プラズマ加熱が向上することが実証された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
この研究によって、従来に比べて圧倒的にコンパクト（1/1000）サイズの非線形光学結晶で世界最大エネルギーの波長変換ができることが証明された。従来のレーザー波長変換の技術的困難を大幅に低減させることができた。これは阪大LFEXのような超大型レーザーのみならず、産業用を含むあらゆる高強度レーザーでもスケールして適応可能であり、今後多様なレーザー装置の波長変換にかかるコストが劇的に下がる事が期待される。またレーザーを2倍波と基本波の2波長を混合して偏光を交差させて照射することで、レーザーからプラズマへの光吸収割合が劇的に向上することも発見された。
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