レーザー核融合における高速点火用ドライバ粒子の最適化

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22540511
• 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: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 坂上 仁志 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (30254452)
• 連携研究者: 城崎 知至 広島大学, 大学院工学研究院, 准教授 (10397680) ; 砂原 淳 (財)レーザー技術総合研究所, 理論シミュレーショングループ, 研究員 (00370213) ; 長友 英夫 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 准教授 (10283813)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: レーザー核融合 / 高速点火 / 高速電子 / イオン加速 / 統合シミュレーション

研究概要

高速点火レーザー核融合の統合実験は,大阪大学において2009 年6 月より開始されたため,圧縮された燃料コアを加熱するドライバ粒子の特性を最適化し,効率 良くコアを加熱できるようにすることが急務である.そこで,ドライバ粒子として高エネルギ ー電子を考えた場合,外部印加磁場や自己生成磁場を用いて,電子をコアまでガイディングす る最適化を行った.また,代替のドライバ粒子として水素イオンと炭素イオンを考え,統合シ ミュレーションにより追加熱の特性を評価した.

研究成果

• [雑誌論文] Collisional effects on fast electron generation and transport in fast ignition (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Sakagami, K. Okada, Y. Kaseda, T. Taguchi and T. Johzaki
  • 雑誌名: Laser Part. Beams 巻: 30 ページ: 243-248
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Long Rarefied Plasma on Fast Electron Generation for FIREX-I Targets (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Sakagami, A. Sunahara, T. Johzaki and H. Nagatomo
  • 雑誌名: Laser Part. Beams 巻: 30 ページ: 103-1091
  • DOI: DOI:10.1017/S0263034611000735
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of Pre-plasma and Its reduction for Fast Ignition (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Sunahara, T. Johzaki, H. Nagatomo and K. Mima
  • 雑誌名: Laser Part. Beams 巻: 30 ページ: 103-109
  • DOI: DOI:10.1017/S0263034611000723
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pre-Plasma effects on core heating and enhancing heating efficiency by extended double cone for FIREX (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Johzaki, H. Nagatomo, A. Sunahara, H. -B. Cai, H. Sakagami, Y. Nakao, and K. Mima
  • 雑誌名: Nucl. Fusion 巻: 51
  • DOI: DOI:10.1088/0029-5515/51/7/073022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomic number Z dependence of dynamics of laser-ablated materials (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Sunahara and K. A, Tanaka
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 巻: 85 ページ: 935-939
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlling dynamics of imploded core plasma for fast ignition (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Nagatomo, T. Johzaki, A. Sunahara, H. Shiraga, H. Sakagami
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Series 巻: 244
  • DOI: DOI:10.1088/1742-6596/244/2/022050
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integrated simulations of core heating in cone-guiding fast ignition FIREX-I (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Johzaki, H. Nagatomo, A. Sunahara, H.-B. Cai, H. Sakagami and K. Mima
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Series 巻: 244
  • DOI: DOI:10.1088/1742-6596/244/2/022040
  • 査読あり
• [学会発表] Integrated Simulations for Fast Ignition with Ion Beams (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Sakagami, T. Johzaki, A. Sunahara, and H. Nagatomo
  • 学会等名: 6th International Conference on The Frontiers of Plasma Physics and Technology
  • 発表場所: Gaborone, Botswana
  • 年月日: 2013-03-04
• [学会発表] Integrated Simulations for Fast Ignition with Ion Beams (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Sakagami, T. Johzaki, A. Sunahara, H. Nagatomo, and K. Mima
  • 学会等名: 12th International Workshop on Fast Ignition of Fusion Targets
  • 発表場所: Napa Valley, CA, USA
  • 年月日: 2012-11-04
• [学会発表] Formation Mechanism of Periodic Nano-grating Structure on Metal Surface Induced by Short Pulse Laser (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Sakagami, T. Ogata, M. Hashida, and S. Sakabe
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Laser Interaction with Matter
  • 発表場所: Xian, China
  • 年月日: 2012-09-09
• [学会発表] Effects of Multi Laser Beams for Fast Electron Generation (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Sakagami, T. Johzaki, A. Sunahara, and H. Nagatomo
  • 学会等名: 39th EPS Conf. on Plasma Physics
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 2012-07-02
• [学会発表] Interference Effects of Laser Beams for Fast Electron Generation (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Sakagami, T. Johzaki, A. Sunahara, and H. Nagatomo
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 石川県立音楽堂
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] Suppression effects of Weibel instability for fast electron divergence (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Sakagami, T. Johzaki, T. Taguchi and K. Mima
  • 学会等名: 7th Int. Conf. on Inertial Fusion Sciences and Applications
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] Integrated Simulations for FIREX-I Fast Ignition Experiments (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Sakagami, T. Johzaki, A. Sunahara, and H. Nagatomo
  • 学会等名: 5th International Conference on The Frontiers of Plasma Physics and Technology
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2011-04-02
• [学会発表] Effects of Large Rarefied Plasmas inside Cone on Fast Electron Generation for FIREX-I Targets (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Sakagami, T. Johzaki, A. Sunahara, and H. Nagatomo
  • 学会等名: 11th International Workshop on Fast Ignition of Fusion Targets
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2010-10-19
• [学会発表] Effects of Long Rarefied Plasmas on Fast Electron Generation for FIREX-I Targets (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Sakagami, T. Johzaki, A. Sunahara, and H. Nagatomo
  • 学会等名: 37th EPS Conference on Plasma Physics
  • 発表場所: Dublin, Ireland
  • 年月日: 2010-06-25