2008 Fiscal Year Annual Research Report
レーザー爆縮における流体不安定性の非線形発展-渦の生成・消滅を伴うダイナミックス
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18560791
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
西原 功修 Osaka University, レーザーエネルギー学研究センター, 特任研究員 (40107131)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村上 匡且 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 准教授 (80192772)
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| Keywords | リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性 / 分子動力学シミュレーション / 渦 / 極短紫外光(EUV) / 液相-気相混合相 / レーザー核融合 / 流体不安定性の非線形発展 / 衝撃波 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、レーザー生成プラズマのダイナミックスを流体不安定性の観点から明らかにすることである。本年度は、分子動力学シミュレーションを用いたレーザーアブレーションの解明、レーザープラズマの膨張過程と粒子加速などについて研究を行った。具体的な成果は、以下の通り。
1.開発した分子動力学シミュレーションコードの粒子間ポテンシャルに改良・高精度化を行い、クリティカル圧力などについて実験との比較によるベンチマークテストを行いコードの精度を検証し、通常の流体シミュレーションでは困難な、超短パルスレーザー照射に伴うレーザーアブレーションの閾値、レーザーアブレーションによる渦度の成長などに起因するクラスターの生成、相転移、さらに負圧力生成に伴うターゲット表裏でのクラックの生成などを明らかにした。
2.レーザー生成プラズマを用いた極端紫外光源(EUV)に関連して、レーザーアブレーション領域の流体ダイナミックスを放射流体シミュレーション、ならびに理論的に調べ、照射レーザーからEUV光への変換効率の最適化を行うための条件などを明らかにした。
3.高強度レーザーとクラスターとの相互作用についてプラズマ粒子シミュレーションを行い、高エネルギーイオン生成機構を解明した。また、有限質量クラスターの膨張についての理論モデルを構築し、高エネルギーイオンのエネルギースペクトル、最大エネルギーなどのパラメータ依存性を明らかにし、シミュレーションによる検証を行った。
4.高強度レーザーとクラスター群との相互作用について、その結果生じるクラスター群の光学的特性について、特に高調波、低周波の生成機構などの検討を行った。
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