2018 年度研究成果報告書

原子核物理が関与するレーザー・プラズマ相互作用の解明と新しい量子線源の提案

研究課題

PDF

研究課題/領域番号	16K05637
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	プラズマ科学
研究機関	福岡工業大学
研究代表者	中村龍史福岡工業大学, 情報工学部, 教授 (40318796)
研究協力者	早川岳人
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	輻射反作用 / レーザー駆動ガンマ線 / 光核反応 / 陽電子線 / 中性子線
研究成果の概要	超高強度レーザーと固体との相互作用により発生するγ線領域の光子が固体内部を伝播する際に、原子核あるいは原子核電界と相互作用することで陽電子や中性子等の量子線が発生する。そのエネルギー分布や時間空間分布等の特性を調べるため、γ線輸送過程を取り入れた新しい粒子シミュレーションコードを開発しその解明を行った。その結果、既存の超高強度レーザー光を利用することで、２００MeVを超える準単色陽電子線や短パルス中性子線が発生することなどを明らかにした。これら量子線の特性のレーザー及びターゲットパラメータへの依存性をシミュレーションにより調べ、新しいレーザー駆動量子線源の可能性を示した。
自由記述の分野	プラズマ物理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究では、電磁的相互作用を扱う粒子シミュレーションコードにγ線と原子核との相互作用を取り入れた新しいコードを開発し、それを用いることでレーザー光を固体へ照射することで発生する電子や中性子線の特徴を明らかにした。開発したシミュレーションコードを利用することで、プラズマ運動や輻射発生、原子核反応等を含む多様な高エネルギー密度プラズマ現象の解明が期待できる。また、超高強度レーザーを用いた新しい陽電子線や中性子源の提案により、今後の実験研究への指針を示すことができた。