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レーザープラズマ加速電子線を用いたフェムト秒X線パルス生成と時間分解X線回折応用

研究課題

研究課題/領域番号 23340186
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
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

三浦 永祐  独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 上級主任研究員 (10358070)

研究分担者 黒田 隆之助  独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 主任研究員 (70350428)
連携研究者 豊川 弘之  独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 研究グループ長 (80357582)
研究協力者 田中 健治  東京理科大学, 大学院・理工学研究科電気工学専攻, 修士課程大学院生
柏屋 駿  東京理科大学, 理工学部電気工学科, 学生
丸山 昂貴  宇都宮大学, 大学院・工学研究科電気工学専攻, 修士課程大学院生
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円)
2013年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2012年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2011年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
キーワード高性能レーザー / プラズマ / 量子ビーム / レーザープラズマ加速 / レーザーコンプトン散乱 / フェムト秒X線パルス / フェムト秒電子線パルス
研究概要

レーザープラズマ加速で得られるエネルギーの揃った準単色電子線とフェムト秒レーザーパルスを相互作用させ、レーザーコンプトン散乱X線発生に成功した。ピークエネルギー60 MeV、電荷量70 pCの準単色電子線を用い、発散角が5 mrad程度の指向性の高いX線ビームが得られた。発生光子数は1パルスあたり2E+7程度と見積もられ、この値は高周波加速器を用いたレーザーコンプトン散乱X線源に匹敵する。測定された準単色電子線の特性に基づくシミュレーションにより、X線光子エネルギーは60 keV にピークを持つことがわかった。また、X線のパルス幅が100 fs程度であることを示唆する結果も得られた。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (18件) (うち招待講演 4件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] X-ray pulse generation by laser Compton scattering using a high-charge laser-accelerated, quasi-monoenergetic electron beam2014

    • 著者名/発表者名
      Eisuke Miura, Satoshi Ishii, Kenji Tanaka, Ryunosuke Kuroda, and Hiroyuki Toyokawa
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: Vol. 7

    • NAID

      210000137071

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] レーザーと加速器を組み合わせた高エネルギーX 線源開発と応用2014

    • 著者名/発表者名
      三浦永祐, 黒田隆之助, 豊川弘之
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 42巻 ページ: 23-31

    • NAID

      130007897469

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] レーザーと加速器を組み合わせた高エネルギーX線源開発と応用2014

    • 著者名/発表者名
      三浦 永祐、黒田 隆之助、豊川 弘之
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 42 ページ: 23-31

    • NAID

      130007897469

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-ray pulse generation by laser Compton scattering using a high-charge, laser-accelerated, quasi-monoenergetic electron beam2014

    • 著者名/発表者名
      三浦 永祐、石井 聡、田中 健治、黒田 隆之助、豊川 弘之
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 7 号: 4 ページ: 046701-046701

    • DOI

      10.7567/apex.7.046701

    • NAID

      210000137071

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-ray generation via laser Compton scattering using electron beam driven by laser-plasma acceleration2013

    • 著者名/発表者名
      三浦 永祐、黒田 隆之助、豊川 弘之
    • 雑誌名

      Technical Digest of Frontiers in Optics 2013/ Laser Science XXIX

      巻: - ページ: 1-2

    • DOI

      10.1364/fio.2013.fth2a.1

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] X-ray generation via laser Compton scattering using quasi-monoenergetic electron beam driven by laser-plasma acceleration2012

    • 著者名/発表者名
      Eisuke Miura, Satoshi Ishii, Kenji Tanaka, Shun Kashiwaya, Ryunosuke Kuroda, and Hiroyuki Toyokawa
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings, ADVANCED ACCELERATOR CONCEPTS

      巻: Vol. 1507 ページ: 304-309

    • DOI

      10.1063/1.4773712

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
  • [雑誌論文] レーザー加速電子線を用いた超短パルスX 線発生2012

    • 著者名/発表者名
      三浦永祐
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 40巻 ページ: 850-857

    • NAID

      10031127750

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] X-ray pulse generation via laser Compton scattering using laser-accelerated electron beam2012

    • 著者名/発表者名
      Eisuke Miura, Satoshi Ishii, Kenji Tanaka, Shun Kashiwaya, Ryunosuke Kuroda, and Hiroyuki Toyokawa
    • 雑誌名

      Conference on High Energy Density Sciences 2012 (HEDS 2012)

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] X-ray pulse generation via laser Compton scattering using laser-accelerated electron beam2012

    • 著者名/発表者名
      三浦 永祐、石井 聡、田中 健治、柏屋 駿、黒田 隆之助、豊川 弘之
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on High Energy Density Sciences 2012 (HEDS 2012)

      巻: なし(CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] レーザー加速電子線を用いた超短パルスX線発生2012

    • 著者名/発表者名
      三浦 永祐
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 40 ページ: 850-857

    • NAID

      10031127750

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-ray generation via laser Compton scattering by laser-accelerated electron beam2011

    • 著者名/発表者名
      三浦永祐、石井聡、田中健治、黒田隆之助、豊川弘之
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Physics inIntense Fields (PIF2010)

      ページ: 159-161

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] X-RAY GENERATION BASED ON LASER COMPTON SCATTERING BY LASER ACCELERATED ELECTRON BEAM2011

    • 著者名/発表者名
      田中健治、石井聡、黒田隆之助、豊川弘之、三浦永祐
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] X-ray generation via laser Compton scattering using electron beam driven by laser-plasma acceleration2013

    • 著者名/発表者名
      Eisuke Miura, Ryunosuke Kuroda, and Hiroyuki Toyokawa
    • 学会等名
      Frontiers in Optics 2013 / Laser Science XXIX
    • 発表場所
      Hilton Bonnet Creek(米国フロリダ州オーランド)
    • 年月日
      2013-10-10
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レーザー加速準単色電子線を用いたレーザーコンプトン散乱X線の特性2013

    • 著者名/発表者名
      三浦永祐, 黒田隆之助, 豊川弘之
    • 学会等名
      第34回レーザー学会学術講演会
    • 発表場所
      姫路商工会議所(兵庫県)
    • 年月日
      2013-01-28
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Characteristics of X-rays produced via laser Compton scattering using quasi-monoenergetic electron beamdriven by laser-plasma acceleration2013

    • 著者名/発表者名
      三浦 永祐、黒田 隆之助、豊川 弘之
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Inertial Fusion Sciences and Applications (IFSA2013 Nara)
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県奈良市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] X-ray generation via laser Compton scattering using electron beam driven by laser-plasma acceleration2013

    • 著者名/発表者名
      三浦 永祐、黒田 隆之助、豊川 弘之
    • 学会等名
      Frontiers in Optics 2013 / Laser Science XXIX
    • 発表場所
      Hilton Bonnet Creek (Orlando, Florida, USA)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レーザープラズマ加速準単色電子線を用いたレーザーコンプトン散乱X 線発生2012

    • 著者名/発表者名
      三浦永祐, 黒田隆之助, 豊川弘之
    • 学会等名
      2012年度レーザー励起X 線源とその応用研究会in宮崎
    • 発表場所
      宮崎市民プラザ(宮崎県)
    • 年月日
      2012-12-07
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] X-ray pulse generation via laser Compton scattering using quasi-monoenergetic electron beam driven by laser acceleration2012

    • 著者名/発表者名
      Eisuke Miura, Ryunosuke Kuroda, and Hiroyuki Toyokawa
    • 学会等名
      54th Annual Meeting of the Division of Plasma Physics, American Physical Society
    • 発表場所
      Rhode Island Convention Center (米国ロードアイランド州プロビデンス)
    • 年月日
      2012-10-31
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] レーザー加速準単色電子線によるレーザーコンプトン散乱X 線発生2012

    • 著者名/発表者名
      三浦永祐, 黒田隆之助, 豊川弘之
    • 学会等名
      2012年秋季第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学(愛媛県)
    • 年月日
      2012-09-13
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] X-ray generation via laser Compton scattering using quasi-monoenergetic electron beam driven by laser-plasma acceleration2012

    • 著者名/発表者名
      Eisuke Miura, Satoshi Ishii, Kenji Tanaka, Shun Kashiwaya, Ryunosuke Kuroda, and Hiroyuki Toyokawa
    • 学会等名
      The 2012 Advanced Accelerator Concepts Workshop (AAC2012)
    • 発表場所
      The AT&T Executive Education & Conference Center(米国テキサス州オースチン)
    • 年月日
      2012-06-12
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] X-ray pulse generation via laser Compton scattering using laser-accelerated electron beam2012

    • 著者名/発表者名
      Eisuke Miura, Satoshi Ishii, Kenji Tanaka, Shun Kashiwaya, Ryunosuke Kuroda, and Hiroyuki Toyokawa
    • 学会等名
      International Conference on High Energy Density Sciences 2012 (HEDS 2012)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2012-04-27
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レーザー加速準単色電子線を用いたレーザーコンプトン散乱X線発生2011

    • 著者名/発表者名
      三浦永祐、石井聡、田中健治、柏屋駿、黒田隆之助、豊川弘之
    • 学会等名
      平成23年度レーザープラズマ粒子加速研究会
    • 発表場所
      光産業創成大学院大学(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2011-12-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] レーザー加速電子線を用いたレーザーコンプトン散乱X線発生2011

    • 著者名/発表者名
      田中健治, 石井聡, 黒田隆之助, 豊川弘之, 三浦永祐
    • 学会等名
      第8回日本加速器学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
    • 年月日
      2011-08-01
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] レーザー加速電子線を用いたレーザーコンプトン散乱X線発生2011

    • 著者名/発表者名
      田中健治、石井聡、黒田隆之助、豊川弘之、三浦永祐
    • 学会等名
      第8回日本加速器学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2011-08-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] X-ray pulse generation via laser Compton scattering using laser-accelerated electron beam

    • 著者名/発表者名
      三浦 永祐、石井 聡、田中 健治、柏屋 駿、黒田 隆之助、豊川 弘之
    • 学会等名
      International Conference on High Energy Density Sciences 2012 (HEDS 2012)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X-ray generation via laser Compton scattering using quasi-monoenergetic electron beam driven by laser-plasma acceleration

    • 著者名/発表者名
      三浦 永祐、石井 聡、田中 健治、柏屋 駿、黒田 隆之助、豊川 弘之
    • 学会等名
      The 2012 Advanced Accelerator Concepts Workshop (AAC 2012)
    • 発表場所
      The AT&T Executive Education & Conference Center(米国テキサス州オースチン)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] レーザー加速準単色電子線によるレーザーコンプトン散乱X線発生

    • 著者名/発表者名
      三浦 永祐、黒田 隆之助、豊川 弘之
    • 学会等名
      2012年秋季第73回 応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学、松山大学(愛媛県松山市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] X-ray pulse generation via laser Compton Scattering using quasi-monoenergetic electron beam driven by laser acceleration

    • 著者名/発表者名
      三浦 永祐、黒田 隆之助、豊川 弘之
    • 学会等名
      54th Annual Meeting of the Division of Plasma Physics, American Physical Society
    • 発表場所
      Rhode Island Convention Center(米国ロードアイランド州プロビデンス)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] レーザープラズマ加速準単色電子線を用いたレーザーコンプトン散乱X線発生

    • 著者名/発表者名
      三浦 永祐、黒田 隆之助、豊川 弘之
    • 学会等名
      2012年度レーザー励起X線源とその応用研究会 in 宮崎
    • 発表場所
      宮崎市民プラザ(宮崎県宮崎市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] レーザー加速準単色電子線を用いたレーザーコンプトン散乱X線の特性

    • 著者名/発表者名
      三浦 永祐、黒田 隆之助、豊川 弘之
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第33 回年次大会
    • 発表場所
      姫路商工会議所(兵庫県姫路市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Electron Acceleration using an ultrashort ultraintense laser pulse2011

    • 著者名/発表者名
      Eisuke Miura, InTech
    • 出版者
      Femtosecond-scale optics
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] Femtosecond-scale optics Chapter 2, Electron Acceleration using an ultrahort ultraintense laser pulse2011

    • 著者名/発表者名
      三浦永祐
    • 総ページ数
      30
    • 出版者
      InTech
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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