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1998 年度 研究成果報告書概要

超高強度レーザーによるGeV電子の生成と加速

研究課題

研究課題/領域番号 09480092
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 プラズマ理工学
研究機関大阪大学

研究代表者

北川 米善  大阪大学, レーザー核融合研究センター, 助教授 (40093405)

研究分担者 田中 和夫  大阪大学, 工学部, 助教授 (70171741)
三間 圀興  大阪大学, レーザー核融合研究センター, 教授 (30033921)
西原 功修  大阪大学, レーザー核融合研究センター, 教授 (40107131)
高部 英明  大阪大学, レーザー核融合研究センター, 教授 (20150352)
児玉 了祐  大阪大学, レーザー核融合研究センター, 助手 (80211902)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
キーワード自己変調航跡場 / 超高強度レーザー / ガスジェット / 粒子加速 / 電子スペクトロメーター / ガスパフ / 縦電場 / ラマン散乱
研究概要

本研究の目的は、高強度短パルスレーザーでガスジェットプラズマ中に大振幅自己変調航跡場を励起し、その縦電場で、入射MeV電子ビームを、数百MeV以上に加速することである。そのため、高強度短パルスレーザーの開発と、レーザー同期電子ビーム源の開発、プラズマ源としてのガスパフの開発を行い、照射実験を行いつつある。
0.4ps-60TW の超短パルスガラスレーザーの建設がほぼ完了した現在、パルス幅0.4psの圧縮に成功し、18Jをターゲットに照射し、照射強度6x10^<18>W/cm^2を得た。
1MeV同軸マルクス電源のダイオードにYAGレーザー光を照射し、それと時間的に同期した電子ビームを取り出す研究を行った。レーザーパルス幅10nsに対して、1.1〜2.6MeVの電子放出時間の同期精度として、1.2nsを達成した。
高密度ガスプラズマ生成用のガスパフの開発の結果、水素ガスで噴出ガス分子密度として10^<19>/cm^3を達成した。
これらの成果を用いて、自己変調航跡場の励起と粒子加速の実験を行った。その結果、電子密度1x10^<19>/cm^3のプラズマ中を数ミリにわたって、航跡場が形成され、プラズマ波の振幅が35%、縦電場に換算して100GV/mであることが観測された。高エネルギープロトンも観測された。
現在、磁場分析型電子スペクトロメーターによる電子エネルギーの計測を行っている。

  • 研究成果

    (14件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (14件)

  • [文献書誌] 北川米喜他: "30TWlaser-plasma interaltius at ILE,Osaka" Fusion Engineering and Design. 44. 261-265 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 森道昭,北川他: "Ultra-intense glasslaser system and laser-plasma interactions" Nuclear Instruments & Methods in fhysics Research. A410. 367-372 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 児玉了祐他: "Development of a tardimensional space-resolved high speed sampling camera" Review of Scientific Instruments. 70. (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 西原功修他: "Hydrodeponic Perturbation Growth in Start up Phase in Laser Inplosion" Physics of Plasmas. 5. 1945-1952 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 湯上登他: "Experimental Obs.of Short Mcrowave Generation via Relativistic Ionization" Japanese Journal of Applied Physics. 37. 688-689 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 千徳,三間他: "Partile simulation on X-ray emissions from ultra-interse laser produced plasmas" Physics of Plasmas. 5(12). 4366-4372 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 北川他: "超小型加速器" ICP出版, 315 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.Kitagawa et al.: "30-TW laser-plasma interactions at ILE,Osaka." Fusion Engineering and Design. 44. 261-265 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M.Mori et al.: "Ultra-intense glass laser system and laser-plasma interactions." Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. A410. 367-372 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] R.Kodama dt al.: "Development of a two dimensional space-resolved high speed sampling camera." Review Scientific Instruments. 70. (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] K.Nishihara et al.: "Hydrodynamic Perturbation Growth in Start-up Phase in Laser Implosion." Physics of Plasma. 5. 1945-1952 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] N.Yugami et al.: "Experimental Observation of Short Microwave Generation via Relativistic Ionization Front Produced by CO2 Laser." Jpn.J.Appl.Phys.37. 688-689 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y.Sentoku, K.Mima et al.: "Particle Simulation on X-ray emissions from ultra-intense laser produced plasmas." Physics of Plasmas. 5(12). 4366-4372 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y.Kitagawa et al.: Ultra-Small Accelerator. C.I.P.Publishing, 315 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 1999-12-08  

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