臨界密度以上のプラズマでの相対論的レーザー光自己集束現象の研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19206099
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 田中 和夫 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70171741)
• 研究分担者: 近藤 公伯 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (80225614) ; 羽原 英明 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (60397734)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• キーワード: 慣性核融合 / 高速点火 / 相対論的自己集束

研究概要

本研究では相対論的光自己集束現象を導波路とした高速点火の基礎研究を行い、(1)高強度レーザーの集光位置を制御することで高強度レーザーが安定に高密度領域まで伝搬しうることを明らかにし、(2)自己集束下において、電子の放出角度分布が非常に狭くなることを実験的に示し、さらに(3)電子スペクトルの計測から効率的に燃料を加熱する理論モデルを提案した。これらの結果により、本方式が成立するだけでなく、非常に効率的に燃料を加熱・点火に至らしめる可能性があることを示すことが出来た。

研究成果

• [雑誌論文] Study of ultraintense laser propagation in overdense plasmas for fast ignition (2009)
  • 著者名/発表者名: A Lei, K.A.Tanaka, H.Habara, 他25名
  • 雑誌名: Phys.Plasmas 16 ページ: 056307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Summary of Inertial Fusion Sessions (2009)
  • 著者名/発表者名: K.A.Tanaka
  • 雑誌名: Nucl.Fusion 49 ページ: 104004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence of anomalous resistivity for hot electron propagation through a dense fusion core in fast ignition experiments (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Yabuuchi, K.A.Tanaka, H.Habara, 他7名
  • 雑誌名: New J.Physics 11 ページ: 093031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monte-Calro Simulations for Heating of Superdense Matter by Relativistic Electron (2009)
  • 著者名/発表者名: A.OKABAYASHI, T.YABUUCHI, H.HABARA, K.A.TANAKA
  • 雑誌名: J.Plasma Fusion Res. 8 ページ: 1222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of hot electron scaling generated by Petta Watt lasers (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Tanimoto, H.Habara, 他19名
  • 雑誌名: Phys.Plasmas 16 ページ: 062703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Focus optimization of relativistic self-focusing for anomalous laser penetration into overdense plasmas (super-penetration) (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Matsuoka, K.A.Tanaka, 他13名
  • 雑誌名: Plasma Phys.Control.Fusion 50 ページ: 105011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast heating of cylindrical imploded plasmas by PW laser light (2008)
  • 著者名/発表者名: H Nakamura, K.A.Tanaka, 他9名
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 100 ページ: 165001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Use of imaging plates at near saturation for high energy density particles (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Tanimoto, H.Habara, K.A.Tanaka, 他5名
  • 雑誌名: REV.SCI.INSTRUM. 79 ページ: 10E910
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relativistic laser channeling in plasmas for fast ignition (2007)
  • 著者名/発表者名: A.L Lei, K.A.Tanaka, H.Habara, 他14名
  • 雑誌名: Phys.Rev.E 76 ページ: 066403
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the behavior of ultraintense laser produced hot electrons in self-excited fields (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Yabuuchi, H.Habara, K.A.Tanaka, 他10名
  • 雑誌名: Phys.Plasmas 14 ページ: 040706
  • 査読あり
• [学会発表] Measurement of fast electrons inside the dielectric material via observation of its Cherenkov radiation (2009)
  • 著者名/発表者名: 羽原英明
  • 学会等名: 第51回米国物理学会プラズマ物理分科会
  • 発表場所: 米国・アトランタ(invited)
  • 年月日: 2009-11-06
• [学会発表] 長スケールプラズマ中における高強度レーザーの自己集束と高速電子生成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 羽原英明
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋期大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] Stable single channel formation in long scale plasma for fast ignition (2009)
  • 著者名/発表者名: 羽原英明
  • 学会等名: The 6th International Conference on Inertial Fusion Science and Applications
  • 発表場所: 米国・サンフランシスコ(Invited)
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] Long scale plasma中での高速電子エネルギー輸送に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中和夫
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] World of Relativistic Field Created by Ultra-intense Laser and its application (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中和夫
  • 学会等名: プラズマ科学シンポジウム2009
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-02-03
• [学会発表] Study of ultra-intense laser propagation in overdense plasmas for fast ignition (2008)
  • 著者名/発表者名: 羽原英明
  • 学会等名: 第50回米国物理学会プラズマ物理分科会
  • 発表場所: 米国・ダラス(invited)
  • 年月日: 2008-11-21
• [学会発表] Hot Electron Production for High Energy density Physics (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中和夫
  • 学会等名: International Conference on Ultrahigh Intensity Lasers Development, Science and Emerging
  • 発表場所: 中国・上海
  • 年月日: 2008-10-28
• [学会発表] Inertial Fusion Summary IAEA Fusion Energy Conference (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中和夫
  • 発表場所: スイス・ジュネーヴ(Invited)
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] Study of hot electron behaviors relevant to fast ignition (2007)
  • 著者名/発表者名: 田中和夫
  • 学会等名: Fifth International Conference on Inertial Fusion Sciences and Applications
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 2007-09-12