レーザー加速電子によるレーザー光の逆コンプトン散乱エックス線発生と遠隔透視応用

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21244088
• 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: プラズマ科学
• 研究機関: 光産業創成大学院大学
• 研究代表者: 北川 米喜 光産業創成大学院大学, 光産業創成研究科, 教授 (40093405)
• 研究分担者: 森 芳孝 光産業創成大学院大学, 光産業創成研究科, 助教 (60440616) ; 藤田 和久 光産業創成大学院大学, 光産業創成研究科, 准教授 (30410533) ; 石井 勝弘 光産業創成大学院大学, 光産業創成研究科, 准教授 (30311517) ; 花山 良平 光産業創成大学院大学, 光産業創成研究科, 助教 (20418924)
• 連携研究者: 桑原 一 株式会社IHI, 技術開発本部 ; 川嶋 利幸 浜松ホトニクス株式会社, 大出カレーザー開発部, 部長代理
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 超高強度レーザー / 逆コンプトン散乱 / 遠隔透視 / 単色電子ビーム / レーザー加速

研究概要

本研究の目的は,超高強度レーザー加速電子によるレーザー光自身の逆コンプトン散乱X線を開発し,それを用いて,後方散乱遠隔透視法の実証を行うことである.現有の3TW超高強度レーザーレーザーの2段の立体構成による小型化と出力増強(出力lJ,パルス幅100fs)の結果,世界初でレーザー加速準単色電子ビームバンチによる6及び11keVの逆コンプトンX線発生に成功し,結果はApplied Physics Express 5(2012) 056401に掲載.米国物理学会,プラズマ核融合学会年会でも報告した.遠隔透視技術の実用化のため調査研究を開始した.

研究成果

• [雑誌論文] Fusion Using Fast Heating of a Compactly Imploded CD Core (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kitagawa, Y. Mori, O. Komeda, K. Ishii, R. Hanayama, K. Fujita, S. Okihara, T. Sekine, N. Satoh, T. Kurita, M. Takagi, T. Kawashima, H. Kan, N. Nakamura, T. Kondo, M. Fujine, H. Azuma, T. Motohiro, T. Hioki, Y. Nishimura, A. Sunahara, and Y. Sentoku
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 108 ページ: 155001
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.108.155001
• [雑誌論文] Head-On Inverse Compton Scattering X-rays with Energy Beyond 10 keV from LaserAccelerated QuasiMonoenergetic Electron Bunches (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Mori, Hajime Kuwabara, Katsuhiro Ishii, Ryohei Hanayama, Toshiyuki Kawashima, Yoneyoshi Kitagawa
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 5 ページ: 056401
  • DOI: DOI:10.1143/APEX.5.056401
• [雑誌論文] Acceleration of coneproduced electrons by double-line Ti sapphire laser beating (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Mori and Y. Kitagawa
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 19 ページ: 053106-1-6
  • URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.4707390
• [雑誌論文] Efficient fusion neutron generation using 10 TW highrepetition rate diodepumped laser (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoneyoshi Kitagawa, Yoshitaka Mori, Ryohei Hanayama, Shinichiro Okihara, Kazuhisa Fujita, Katsuhiro Ishii, Toshiyuki Kawashima, Nakahiro Sato, Takashi Sekine, Ryo Yasuhara, Masaru Takagi, Naoki Nakamura, Yasushi Miyamoto, Hirozumi Azuma, Tomoyoshi Motohir, Tatsumi Hioki and Hirofumi Kan
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research : Letters 巻: 6 ページ: 1306006
  • DOI: DOI:10.1585/pfr.6.1306006
• [雑誌論文] Influence of femtosecond laser generated X-ray irradiation on germination of Aspergillus Awamori (2010)
  • 著者名/発表者名: Shuuji OOTSUKA, Yoshitaka MORI, Takahiro MAKINO, Mari OHTA, HajimeKUWABARA, Yoneyoshi KITAGAWA
  • 雑誌名: The Review of Laser Engineering 巻: 38 ページ: 386-388
• [雑誌論文] 高繰り返し高強度レーザーHAMAの開発とDD核融合中性子の発生 (2010)
  • 著者名/発表者名: 関根尊史, 川嶋利幸, 佐藤仲弘, 高木勝、菅博文, 北川米喜, 森芳孝, 花山良平, 沖原伸一郎, 藤田和久, 石井勝弘, 中村直樹、宮本康司, 東博純, 元廣友美, 日置辰視
  • 雑誌名: レーザー学会第407回研究会報告「短波長光の発生とその応用」 巻: No.RTM-10-56 ページ: 17-21
• [雑誌論文] INVERSE COMPTON SCATTERING BY LASER ACCELERATED ELECTRONS AND ITS APPLICATION TO STANDOFF DETECTION OF HIDDEN OBJECTS (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Mori j, K. Fujita, R. Hanayama, K. Ishii, Y. Kitagawa, H. Kuwabara, T. Kawashima
  • 雑誌名: Proceedings of IPAC' 10 ページ: 4404-4406
• [雑誌論文] レーザー装置を用いた科学研究の新展開3.超高強度レーザーのもたらす可能性"プラズマ核融合学会誌 (2010)
  • 雑誌名: J. Plasma Fusion Res 巻: 86, No.10 ページ: 582-588
• [雑誌論文] Ultraintense Laser Applications to the Industries at GPI (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoneyoshi Kitagawa, YoshitakaMorti, Hajime Kuwabara, Shuji Ootsuka, Takahiro Makino, Mari Ohta, Tetsuya Suzuki
  • 雑誌名: Advanced Accelerator Concepts 巻: vol.1086 ページ: 171-176
• [雑誌論文] Auto injection of electrons into a wake field using a capillary with attached cone (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Morti, Y. Sentoku, K. Kondo, K. Tsuji, N. Nakanii, S. Fukumochi, M. Kashihara, K. Kimura, K. Takeda, K. A. Tanaka, T. Norimatsu, Tsuyoshi Tanimoto, H. Nakamura, M. Tampo, R. Kodama, E. Miura, K. Mirnaa, and Y. Kitagawa
  • 雑誌名: Physics Plasmas 巻: 16 ページ: 1231031-1-5
  • DOI: DOI:10.1063/1.3271152
• [学会発表] レーザー加速電子によるレーザー逆コンプトン散乱X線発生と遠隔透視応用I V (2012)
  • 著者名/発表者名: 森芳孝, 藤田和久, 石井勝弘, 花山良平, 川嶋利幸, 北川米喜
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 20120324-27
• [学会発表] レーザー加速電子によるレーザー逆コンプトン散乱X線発生と遠隔透視応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森芳孝, 藤田和久, 石井勝弘, 花山良平, 川嶋利幸, 北川米喜
  • 学会等名: プラズマ核融合学会第27回年会
  • 発表場所: 札幌市北海道大学
  • 年月日: 20101130-1204
• [学会発表] レーザー加速電子によるレーザー光の逆コンプトン散乱エックス線発生と遠隔透視応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北川米喜, 森芳孝, 藤田和久, 藤田和久, 桑原一, 石井勝弘, 花山良平, 川嶋利幸
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-22
• [備考]
  • URL: http://www.gpi.ac.jp/
• [産業財産権] 核融合燃料保持部材及び核融合燃料カプセル (2012)
  • 発明者名: 北川米喜
  • 権利者名: 学校法人光産業創成大学院大学
  • 産業財産権番号: 特許GPI2006011、特許第4989301号
  • 取得年月日: 2012-05-11
• [産業財産権] 遺伝子改変装置 (2011)
  • 発明者名: 北川米喜
  • 権利者名: 学校法人光産業創成大学院大学
  • 産業財産権番号: 特許G21K5/00、特許第4713362号
  • 取得年月日: 2011-04-01
• [産業財産権] 電子加速装置 (2010)
  • 発明者名: 桑原一,河口紀仁,渕上健児,北川米喜,森芳孝
  • 権利者名: IHI株式会社
  • 産業財産権番号: 特許HO5Hl/00、特願2010-108068
  • 出願年月日: 2010-05-10
  • 外国
• [産業財産権] 核融合ターゲット材、核融合装置、及び核融合方法 (2010)
  • 発明者名: 関根尊史、川嶋利幸,菅博文、北川米喜,森芳孝,東博純,日置辰視,元廣友美、宮本康司、中村直樹
  • 権利者名: 浜松ホトニクス株式会社、トヨタ自動車株式会社
  • 産業財産権番号: 特許G21Bl/15(2006.Ol), G21B1/03(2006.01)、PCT/JP2010/072573
  • 出願年月日: 2010-12-15
  • 外国