Development of a spectroscopic database of extreme ultraviolet spectra of highly charged heavy ions

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H03759
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 鈴木 千尋 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (30321615)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村上 泉 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (30290919) ; 坂上 裕之 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (40250112) ; 東口 武史 宇都宮大学, 工学部, 教授 (80336289) ; 田村 直樹 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (80390631)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: プラズマ・核融合 / 原子・分子物理 / 光源技術

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的である、重元素多価イオンからのEUVスペクトルとそのZ依存性に関する分光データベースの構築に向けて、引き続き、各実験装置におけるEUVスペクトル観測実験および分光データ解析を行った。本年度は最終年度であり、研究のまとめとして、これまでに得られた分光データの整理および国際会議等における成果発表を重点的に行った。分担者の坂上が担当するコンパクトEBIT（CoBIT）装置においては、引き続き各種重元素の計測を続け、タングステンおよびレニウムの電気八重極子遷移の発光線を世界で初めて観測し、理論的に予測される強いZ依存性も確認された。代表者および分担者の田村が担当するLHD装置では、これまでに得られた分光データの解析をさらに進展させるとともに、データベース化に向けてデータサーバを整備した。分担者の東口（宇都宮大）が担当するレーザー生成プラズマでも、引き続きスペクトルの観測とデータ解析を進め、レーザー波長依存性、二重パルス照射による遅延時間依存性などを明らかにした。また、分担者の村上や海外研究協力者とも協力して、Hullac、Cowan、FACの各種コードによる各元素の原子構造計算および衝突輻射モデルとの比較を進展させ、多価イオンのデータ整備とデータ評価についての検討を進めた。上記のLHDおよびCoBIT実験に関連する成果については、9月に行われた「多価イオン物理国際会議」において坂上の招待講演、鈴木のポスター講演にて発表した。また、12月に行われた「オーストラリア物理学会会議」にて鈴木が招待講演を行った。さらに、X-Ray Spectrometry誌にこれまでのLHD実験に関する成果をまとめて鈴木が投稿し、論文の掲載が決定している。レーザー生成プラズマに関連する成果は、11月に行われた「原子分子データとその応用に関する国際会議」にて東口が招待講演を行った。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University College Dublin(アイルランド)
  • Country Name: IRELAND
  • Counterpart Institution: University College Dublin
• [Int'l Joint Research] Lanzhou University(中国)
  • Country Name: CHINA
  • Counterpart Institution: Lanzhou University
• [Int'l Joint Research] National Institute of Standards and Tech(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: National Institute of Standards and Tech
• [Journal Article] Development of an experimental database of EUV spectra from highly charged ions of medium to high Z elements in the Large Helical Device plasmas (2019)
  • Author(s): C. Suzuki, I. Murakami, F. Koike, T. Higashiguchi, H. A. Sakaue, N. Tamura, S. Sudo, G. O'Sullivan
  • Journal Title: X-Ray Spectrometry Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Enhancement of water-window soft X-ray emission from laser produced Au plasma under low-pressure nitrogen atmosphere (2019)
  • Author(s): Christian John, Maki Kishimoto, Tomoyuki Johzaki, Takeshi Higashiguchi, Noboru. Kakunaka, Yasuhiro Matsumoto, Noboru Hasegawa, Masaharu Nishikino, Takeo Ejima, Atsushi Sunahara, Takuma Endo, and Shinichi Namba
  • Journal Title: Optics Letters Volume: 44 Pages: 1439-1442
  • DOI: 10.1364/OL.44.001439
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Collisional radiative model for the M1 transition spectrum of the highly-charged W54+ ions (2018)
  • Author(s): X.-B. Ding, J.-X. Yang, L.-F. Zhu, F. Koike, I. Murakami, D. Kato, H. A. Sakaue, N. Nakamura, C.-Z. Dong
  • Journal Title: Physics Letters A Volume: 382 Pages: 2321-2325
  • DOI: 10.1016/j.physleta.2018.05.046
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Selection of target elements for laser-produced plasma soft x-ray sources (2018)
  • Author(s): T. Tamura, G. Arai, Y. Kondo, H. Hara, T. Hatano, T. Ejima, W. Jiang, C. Suzuki, G. O'Sullivan, T. Higashiguchi
  • Journal Title: Optics Letters Volume: 43 Pages: 2042-2045
  • DOI: 10.1364/OL.43.002042
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Characteristics of soft x-ray and extreme ultraviolet (XUV) emission from laser-produced highly charged rhodium ions (2018)
  • Author(s): E. F. Barte, H. Hara, T. Tamura, T. Gisuji, W.-B. Chen, R. Lokasani, T. Hatano, T. Ejima, W. Jiang, C. Suzuki, B. Li, P. Dunne, G. O'Sullivan, A. Sasaki, T. Higashiguchi, J. Limpouch
  • Journal Title: Journal of Applied Physics Volume: 123 Pages: 183301-1-6
  • DOI: 10.1063/1.5024344
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Emission of water-window soft x-rays under optically thin conditions using low-density foam targets (2018)
  • Author(s): H. Hara, H. Kawasaki, T. Tamura, T. Hatano, T. Ejima, W. Jiang, H. Ohashi, S. Namba, A. Sunahara, A. Sasaki, M. Nishikino, G. O'Sullivan, T. Higashiguchi
  • Journal Title: Optics Letters Volume: 43 Pages: 3750-3753
  • DOI: 10.1364/OL.43.003750
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Spectral dynamics of soft x-ray emission in dual laser-produced medium-Z plasma (2018)
  • Author(s): H. Ohashi, H. Hara, G. Arai, T. Hatano, T. Ejima, C. Suzuki, S. Namba, A. Sasaki, M. Nishikino, G. O'Sullivan, T. Higashiguchi
  • Journal Title: Applied Physics B Volume: 124 Pages: 193-1-6
  • DOI: 10.1007/s00340-018-7061-3
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Intense water-window soft x-ray emission by spectral control using dual laser pulses (2018)
  • Author(s): G. Arai, H. Hara, T. Hatano, T. Ejima, W. Jiang, H. Ohashi, S. Namba, A. Sunahara, A. Sasaki, M. Nishikino, G. O'Sullivan, T. Higashiguchi
  • Journal Title: Optics Express Volume: 26 Pages: 27748-27756
  • DOI: 10.1364/OE.26.027748
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Soft x-ray spectral analysis of samarium plasmas produced by solid-state laser pulses (2018)
  • Author(s): R. Lokasani, J. Sheil, E. F. Barte, H. Hara, T. Tamura, T. Gisuji, T. Higashiguchi, C. Suzuki, P. Dunne, G. O'Sullivan, J. Limpouch
  • Journal Title: Journal of Physics B Volume: 51 Pages: 215001-1-9
  • DOI: 10.1088/1361-6455/aae12d
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] サブナノ秒第2高調波レーザーパルスによる水の窓軟X線光源の高効率化 (2019)
  • Author(s): 島田悠太、川崎太夢、庄司美咲、東口武史
  • Organizer: 第66回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] Development of an experimental database of EUV spectra from highly charged ions of medium to high Z elements in the Large Helical Device plasmas (2018)
  • Author(s): C. Suzuki, I. Murakami, F. Koike, T. Higashiguchi, H. A. Sakaue, N. Tamura, S. Sudo, G. O'Sullivan
  • Organizer: 19th International Conference on the Physics of Highly Charged Ions
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Systematic studies on Z dependence of extreme ultraviolet and soft X-ray spectra using high-temperature fusion plasmas (2018)
  • Author(s): C. Suzuki, I. Murakami, F. Koike, N. Tamura, H. Ohashi, T. Higashiguchi, S. Sudo, G. O'Sullivan
  • Organizer: 23rd Australian Institute of Physics Congress
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Initial Results on Impact of Background Hydrogen Isotope on Impurity Behavior in the EC-heated LHD plasma (2018)
  • Author(s): N. Tamura, C. Suzuki, H. Funaba, K. Mukai, Y. Yoshinuma, K. Ida, T. Fornal, A. Czarnecka, M. Kubkowska, LHD Experiment Group
  • Organizer: 45th European Conference on Plasma Physics
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Observation of electric octupole (E3) transitions in the EUV spectra of tungsten ions (2018)
  • Author(s): H. A. Sakaue, D. Kato, I. Murakami, H. Ohashi, N. Nakamura
  • Organizer: 19th International Conference on the Physics of Highly Charged Ions
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Observation of 4f-5s Electric Octupole (E3) Transitions in the EUV spectra of Ag-like Tungsten (2018)
  • Author(s): H. A. Sakaue, D. Kato, I. Murakami, H. Ohashi, N. Nakamura
  • Organizer: 13th International Symposium on Electron Beam Ion Sources and Traps
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Atomic data evaluation with statistical methods for plasma spectroscopic diagnostics (2018)
  • Author(s): I. Murakami, D. Kato
  • Organizer: 1st International Conference on Data-Driven Plasma Science
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Efficient Water-window Soft X-ray UTA Sources for in vivo Bio-imaging (2018)
  • Author(s): T. Higashiguchi
  • Organizer: 11th International Conference on Atomic and Molecular Data and Their Applications
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Spectroscopic modeling for EUV spectra of highly charged tungsten ions including recombination processes (2018)
  • Author(s): I. Murakami, A. Sasaki, D. Kato
  • Organizer: 11th International Conference on Atomic and Molecular Data and Their Applications
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] LHDプラズマを用いた高Z元素多価イオンからの極端紫外・軟X線スペクトル実験データベースの構築 (2018)
  • Author(s): 鈴木千尋、村上泉、小池文博、東口武史、坂上裕之、田村直樹、須藤滋、Gerry O'Sullivan
  • Organizer: 第35回プラズマ・核融合学会年会
• [Presentation] 低密度発泡ターゲットを用いた水の窓軟X線の発光特性 (2018)
  • Author(s): 原広行、川崎太夢、田村賢紀、羽多野忠、江島丈雄、江偉華、大橋隼人、難波愼一、砂原淳、佐々木明、錦野将元、O'Sullivan Gerry、東口武史
  • Organizer: 第79回応用物理学会秋季講演会
• [Presentation] 原子分子データベースとデータ評価 (2018)
  • Author(s): 村上泉、加藤太治
  • Organizer: 第79回応用物理学会秋季講演会
  • Invited
• [Presentation] 高強度レーザーにより生成された様々なプラズマから発生する軟X線スペクトルの観測 (2018)
  • Author(s): 東口武史、渡辺薫、原広行、大庭亨、松田勝
  • Organizer: 第79回応用物理学会秋季講演会
• [Presentation] 再結合過程を含んだタングステンイオンの衝突輻射モデルの開発 (2018)
  • Author(s): 村上泉、佐々木明、加藤太治
  • Organizer: 第35回プラズマ・核融合学会年会
• [Presentation] 4f-5s電気八重極子遷移(E3)の観測とその強いZ依存性 (2018)
  • Author(s): 坂上裕之、加藤太治、村上泉、大橋隼人、中村信行
  • Organizer: 原子衝突学会 第43回年会
• [Presentation] EBITを用いた銀様多価イオンからの電気八重極子遷移の観測 (2018)
  • Author(s): 坂上裕之、加藤太治、村上泉、大橋隼人、中村信行
  • Organizer: 日本物理学会 第74回年会
• [Presentation] 高平均出力レーザーが支える次世代半導体デバイス (2018)
  • Author(s): 東口武史
  • Organizer: レーザー学会学術講演会第39回年次大会
• [Presentation] 高効率水の窓軟X線放射スペクトルの遷移解析 (2018)
  • Author(s): 川崎太夢、島田悠太、田中あいな、庄司美咲、原広行、難波慎一、佐々木明、錦野将元、東口武史
  • Organizer: レーザー学会学術講演会第39回年次大会