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2021 年度 研究成果報告書

X線自由電子レーザーを用いた高強度レーザー照射による固体加熱の超高速診断

研究課題

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研究課題/領域番号 19K03788
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分14010:プラズマ科学関連
研究機関公益財団法人高輝度光科学研究センター

研究代表者

籔内 俊毅  公益財団法人高輝度光科学研究センター, XFEL利用研究推進室, 主幹研究員 (20397772)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード高エネルギー密度科学 / 高強度レーザー / X線自由電子レーザー / プラズマ
研究成果の概要

本研究は,高強度レーザーと相互作用する固体試料の加熱過程の理解を目的とする.この目的のため,X線自由電子レーザー(プローブ)の照射に伴って発生する特性X線の分光計測法を活用した,高強度レーザー(ポンプ)が照射された固体試料内の温度と電離度の時間発展を診断する新しい手法を開発し,それを利用する.本研究では,この手法に最適な電離度センサーを含有する固体試料を設計開発し,それに対して両レーザーを精密に照射する技術を確立した.これを用いることで,ポンプ・プローブ実験において信号強度を維持しつつノイズを明確に低減させ,本提案手法による試料の電離度診断の実現に目処が立った.

自由記述の分野

高エネルギー密度科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

微小な時間及び空間領域に高いエネルギーを集中させることができる高強度レーザーは,固体を瞬時にプラズマ化し高いエネルギー密度状態を形成する.この物質状態は空間的に非一様で極めて高速に変化する.このような物質状態の理解は,現在においては主に数値計算に依存しており,実験的には十分に調べられていない.新たな診断手法を開発することで,非平衡な物質状態を超高速高精細に実験的に測定することは,数値計算の確かさを検証し計算の高精度化を支援すると同時に,高エネルギー粒子源,レーザー材料加工などの応用利用の高度化に寄与するものと強く期待される.

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公開日: 2023-01-30  

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