Elucidation of the mechanism of laser-driven ion acceleration using solid state nuclear track detectors

使用固态核径迹探测器阐明激光驱动离子加速的机制

基本信息

批准号：
21K14563
负责人：
金崎真聡
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

電子線やX線がイオンと同時発生するレーザー駆動イオン加速実験において、イオンのみをエッチピットとして検出可能な固体飛跡検出器は最も信頼性の高い検出器として用いられている。エッチピットの開口部形状を解析することで、入射エネルギーや核種といった入射粒子に関する詳細な情報を得ることができる。しかしながら、エッチピットの解析には膨大な時間と手間を要するため、それらを軽減する必要がある。今年度は、量子科学技術研究開発機構関西光科学研究所の高強度レーザーJ-KAREN-Pにおいて、クラスターターゲットを用いたイオン加速実験を実施した。イオン検出器として、固体飛跡検出器CR-39及びトムソンパラボラスペクトロメータを用い、結果を比較した。固体飛跡検出器の解析には、昨年度に開発した光学顕微鏡下でリアルタイムにエッチピットを認識可能なプログラムを利用し、速報性に優れた解析を実施することで、CR-39のイオン計測結果は実験方針を定める上で重要な指針として活用された。しかしながら、粒子数が少なくなる高エネルギー成分については、ノイズとの識別が困難なケースが出てきた。これを解決するためには、機械学習による分類では不十分であり、エッチピットの成長挙動を追跡する必要が出てきた。そこで、エッチング前後のエッチピットに対して、同一粒子が形成したものを検出するプログラムを開発した。今後は本プログラムの精度を向上させることにより、より詳細なエネルギースペクトルを明らかにすることが可能になると考える。

在激光驱动的离子加速实验中，电子束和 X 射线与离子同时产生，只能检测离子作为蚀刻坑的固态轨道探测器被用作最可靠的探测器。通过分析蚀刻坑开口的形状，可以获得有关入射粒子的详细信息，例如入射能量和核素。然而，蚀刻坑的分析需要大量的时间和精力，因此有必要减少它们。今年，我们在国立量子放射线科学技术研究所关西光子科学研究所的高强度激光J-KAREN-P上进行了使用簇靶的离子加速实验。采用CR-39固态径迹检测器和Thomson抛物面谱仪作为离子检测器，并对结果进行了比较。对于固态径迹检测器的分析，我们使用了去年开发的可以在光学显微镜下实时识别蚀坑的程序，通过快速地进行分析，CR-39的离子测量结果是作为确定实验政策的重要指南。然而，在某些情况下，由于粒子数量很少，很难区分高能成分和噪声。为了解决这个问题，使用机器学习进行分类是不够的，有必要跟踪蚀刻坑的生长行为。因此，我们开发了一个程序，可以检测蚀刻前后由相同颗粒形成的蚀刻坑。未来，我们相信通过提高该程序的准确性，将有可能揭示更详细的能谱。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

水素クラスターターゲットと高強度レーザーとの相互作用による準単色multi-MeV陽子線の繰り返し発生

氢团簇靶与高强度激光相互作用重复产生准单色多MeV质子束

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
浅井孝文;鍛治賢志;田邉寛之;井上千裕;望月政一郎;南卓海;境健太郎;姫野公輔;田口智也;小田和昌;鈴木蒼一朗;安倍勇輝;郡英輝;時安敦史;田中周太;Tatiana Pikuz;小平聡;今亮;Kai Huang;中新信彦;近藤康太郎;神門正城;真柴雄司;宮坂泰弘;小倉浩一;匂坂明人;桐山博光;山内知也;蔵満康浩;金崎真聡;福田祐仁他2名
通讯作者：
福田祐仁他2名

Measurement method for laser-accelerated multi-hundred-MeV protons utilizing multiple Coulomb scattering in an emulsion cloud chamber

乳液云室中利用多次库仑散射的激光加速数百兆电子伏质子测量方法

DOI：
10.35848/1347-4065/acac59
发表时间：
2023
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics
影响因子：
1.5
作者：
Asai Takafumi;Inoue Chihiro;Jinno Satoshi;Kitagawa Nobuko;Kodaira Satoshi;Morishima Kunihiro;Fukuda Yuji;Yamauchi Tomoya;Kanasaki Masato
通讯作者：
Kanasaki Masato

クラスターターゲットと高強度レーザーの相互作用によるMeV級イオンの繰り返し発生

通过簇靶与高强度激光之间的相互作用重复产生 MeV 级离子

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
金崎真聡;浅井孝文;鍛治賢志;田邉寛之;井上千裕;望月政一郎;南卓海;境健太郎;姫野公輔;田口智也;小田和昌;鈴木蒼一郎;安部勇輝;郡英輝;時安敦史;タチアナ　ピクズ;今亮;黄開;中新信彦;近藤康太郎;神門正城;眞柴雄司;宮坂泰弘;小倉浩一;匂坂明人;桐山博光;蔵満康浩;福田祐仁他4名
通讯作者：
福田祐仁他4名

高強度レーザーによる高品質・高エネルギーイオン発生のための放射線検出手法の開発

开发利用高强度激光产生高质量、高能离子的辐射检测方法