レーザー生成プラズマの連続化による大電流ビーム生成技術の開発

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K04743
• 研究機関: 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 柏木 啓次 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 高崎量子応用研究所 放射線高度利用施設部, 研究副主幹 (30391303)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: レーザーイオン源

研究実績の概要

本研究は、レーザーイオン源で発生するパルスビームから連続ビームを生成するの基礎研究として、レーザーイオン源で発生した2つのパルスをプラズマ輸送路中で重ねて連続化する技術の開発を目的とする。
平成27年度は、レーザーイオン源で発生するプラズマの特性を明らかにするため、計測制御プログラムの開発および炭素プラズマ生成・価数分布測定実験を行った。
1）計測制御プログラムの開発：プラズマのエネルギー・価数分布の測定は、レーザーイオン源下流の静電アナライザーによって行う。この測定のために、静電アナライザーの印加電圧ごとにプラズマを発生させ、オシロスコープでアナライザーを通過した各価数のビーム強度を測定する測定を半自動で行うプログラムをLabVIEWにて作成した。これにより複雑な測定が簡便・迅速に行えるようになった。
2)炭素プラズマ価数分布測定：プラズマ発生用レーザーとして波長1064nm、パルス幅5-7nsのNd:YAGレーザー、ターゲットにグラファイトを用いて炭素プラズマを生成し、価数分布測定を行った。フラッシュランプの発光とQスイッチによるレーザー出射の時間間隔を制御することによってレーザーエネルギーを変化させて生成したイオンの価数分布を測定した。各レーザーエネルギーにおいてプラズマパルス中の価数ごとの電流強度の時間変化を明らかにするとともに、レーザーのエネルギーを減少させると生成イオン価数が低価数側にシフトすることを確認した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

予定していた単一パルスのプラズマ発生を明らかにする実験を行えたため、おおむね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

2つのレーザー装置から出射したレーザー光を1つの光路に合成するよう光学系を再構築した後、2つのプラズマパルスの発生間隔を変化させたときのプラズマの特性の測定を行う。

次年度使用額が生じた理由

当初の計画から変更が生じ、2つのレーザーの合成光路の構築を次年度に行うこととしたため未使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

次年度に行う光路構築の経費等に充てる。