クーロン爆発による高エネルギーイオンの単色化とコンパクト中性子源に関する理論研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22540505
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 大阪大学
• 研究代表者: 村上 匡且 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センタ, 教授 (80192772)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: クーロン爆発 / イオン加速 / 超高強度レーザー

研究概要

100ナノメートルサイズの球状のクラスターターゲットを考える。このクラスターターゲットを超高強度・超短パルスのレーザーで照射すると、殆どの電子がまず吹き飛ばされ、残されたイオン同士のクーロン反発力に依るクーロン爆発が起こる。このクラスターターゲットが２種の異なる原子で構成される場合、その混合比を最適化する事で生成される高エネルギーイオンのエネルギースペクトルを準単色化できることを理論とシミュレーションによって明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Generation of high-quality mega-electron volt proton beams with intense-laser-driven nanotube accelerator (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami and M. Tanaka
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 102 ページ: 163101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monoenergetic collimated nano-Coulomb electron beams driven by crossed laser beams (2013)
  • 著者名/発表者名: J.Wang, M. Murakami, S. M.Weng, H.Ruhl, S.Luan, and W.Yu
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 103 ページ: 024105
• [雑誌論文] Compression of matter by hyperspherical shock waves (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami, J. Sanz, and Y. Iwamoto
  • 雑誌名: Euro. Phys. Lett. 巻: 100 ページ: 24004
• [雑誌論文] Production of high-density high-temperature plasma by collapsing small solid-density plasma shell with two ultra-intense laser pulses (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Xu, W.Yu, M.Y.Yu, A.Y.Wong, Z. M. Sheng, M. Murakami, and J. Zhang
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 100 ページ: 144101
• [雑誌論文] Ultra-intense laser pulse propagation in plasmas : from classic hole-boring to incomplete hole-boring with relativistic transparency (2012)
  • 著者名/発表者名: S.M Weng, M Murakami, P. Mulser, and Z. M Sheng
  • 雑誌名: New Journal of Physics 巻: 14 ページ: 063026
• [雑誌論文] Analytical model for interaction of short intense laser pulse with solid target (2011)
  • 著者名/発表者名: S.X.Luan, W.Yu, M.Y.Yu, G.J.Ma, Q. J. Zhang, Z. M. Sheng, and M. Murakam
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 巻: 18 ページ: 042701
• [雑誌論文] Self-consistent stability analysis of spherical shocks (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Sanz,S. Bouquet, and M. Murakami
  • 雑誌名: Astrophysics and Space Science 巻: 336 ページ: 195
• [雑誌論文] Optimization of irradiation configuration in laser fusion utilizing self-organizing electrodynamic system (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami, N. Sarukura, H. Azechi, et al.
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 巻: 17 ページ: 082702
• [雑誌論文] Illumination uniformity of a capsule directly driven by a laser facility with 32 or 48 directions of irradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Temporal, B. Canaud, S. Laffite, B. J. Le Garrec, and M. Murakami
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 巻: 17 ページ: 064504
• [雑誌論文] Laser-driven quasimonoenergetic proton burst from water spray target (2010)
  • 著者名/発表者名: B. Ramakrishna, M. Murakami, M. Borghesi, et al., (以下6名)
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 巻: 17 ページ: 083113
• [雑誌論文] Illumination uniformity of a capsule directly driven by a laser facility with 32 or 48 directions of irradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Temporal, B. Canaud, S. Laffite, B. J. Le Garrec, and M. Murakami
  • 雑誌名: Physics. Plasmas 巻: 17 ページ: 064504
• [雑誌論文] Experimental Evidence of Impact Ignition : Hundred-Fold Increase in Neutron Yield by Impact Collision (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Azechi, T. Sakaiya, T. Watari, M. Murakami, 以下12名
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 102 ページ: 235002
• [雑誌論文] Ignition and Burn Dynamics of DT Fuels in Impact Fast Ignition (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Johzaki, M. Murakami, H. Azechi and K. Mima
  • 雑誌名: J. Plasma Fusion Res. Series 巻: 8 ページ: 1204
• [雑誌論文] Efficient generation of quasimonoenergetic ions by Coulomb explosions of optimized nanostructured clusters (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami and K. Mima
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 巻: 16 ページ: 103108
• [雑誌論文] Plasma physics and laser development for the Fast-Ignition Realization Experiment (FIREX) Project (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Azechi, K. Mima, Y. Fujimoto, S. Fujioka, H. Homma, M. Murakami, 以下7名
  • 雑誌名: Nucl. Fusion 巻: 49 ページ: 104024
• [雑誌論文] Fast Ignition by DEtonation in a Hydrodynamic Flow (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Yu. Gus'kov and M. Murakami
  • 雑誌名: Journal of Russian Laser Research 巻: 30 ページ: 279
• [学会発表] ナノチューブ加速器によるプロトン加速 (2013)
  • 著者名/発表者名: 村上匡且
  • 学会等名: 田中基彦プラズマ核融合学会・第30回年会
  • 発表場所: 東工大
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] High-Quality Mega-Electron Volt Proton Beams Generated by Nanotube Accelerators (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami, M. Tanaka
  • 学会等名: 3^<rd> International Conference Nanomaterials : Applications & Properties
  • 発表場所: アルシュタ/ウクライナ
  • 年月日: 2013-09-19
• [学会発表] Selected Topics of Laser-Matter Interaction Physics (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: Summer School on Plasma Physics
  • 発表場所: 上海/中国
  • 年月日: 2012-08-02
• [学会発表] High Compression of Matter by Hyperspherical Shock (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: 10^<th> Direct Drive ICF Workshop
  • 発表場所: プラハ/チェコ
  • 年月日: 2012-05-29
• [学会発表] Laser Fusion Research at ILE, Osaka (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami
  • 学会等名: 8^<th> Asia Plasma and Fusion Association [APFA2011]
  • 発表場所: 桂林/中国
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] 激光エクサによる高強度プラズマ物理 (2011)
  • 著者名/発表者名: 村上匡且
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会・ビーム物理領域合同シンポジウム
  • 発表場所: 関西学院大
  • 年月日: 2011-03-26