超高強度レーザープロトンによる高密度プラズマアクティブ診断法に関する研究

超高强度激光质子高密度等离子体主动诊断方法研究

• 批准号: 20026006
• 负责人: 兒玉 了祐
• 金额: $ 12.03万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20026006/
• 关键词: 超高強度レーザー; プロトンビーム; アクティブ診断; 高密度プラズマ; レーザー核融合; プラズマミラー

本研究の目的は、超高強度短パルスレーザーと物質との相互作用で生成する高密度かつ短パルスのMeVプロトンビームを使用して、レーザー核融合爆縮プラズマをアクティブに診断するシステムを開発することである。ここで言うプロトンアクティブプローブとはプロトンーリチウム核反応、プロトンバックライトの診断を同時に可能とする診断法である。これによりレーザー核融合燃焼プラズマ研究に必要不可欠である高密度爆縮プラズマの形状、密度、電磁界の空間分布を調べることが可能となる。このために、本年度、以下の項目を具体的に実施した。・効率的なプロトンビーム生成ターゲット開発効率的な高エネルギー密度プロトンビームを発生させるため、クラスターターゲットやエアロジェルターゲットによるプロトン生成実験を行った。またエアロジェルターゲットに関しては、4mg/ccを下回る臨界プラズマ密度以下を可能とする超低密度固体ターゲットを独自に開発した。(日本記録)・プラズマミラーを用いたプロトンバックライト法の試験プラズマ集光ミラーによりプロトンビームエネルギーを3-5倍以上増加させることができた昨年の成果をもとに、大阪大学FIREX計画用レーザーシステムに適したプロトンバックライトシステム確立に向けた予備テストを目的に大型PWレーザーで試験を行った。・プロトンバックライトシステムの構築これまでの成果をもとに、FIREX計画用レーザーシステムに適したプロトンバックライトシステムを整備した。これによりプロトンーリチウム核反応、プロトンバックライトの同時診断が可能となりレーザー核融合燃焼プラズマ研究に必要不可欠である高密度爆縮プラズマの形状、密度、電磁界の空間分布を調べることが可能となる。

这项研究的目的是开发一种系统，利用超高强度短脉冲激光与物质相互作用产生的高密度、短脉冲 MeV 质子束来主动诊断激光聚变内爆等离子体。这里所说的质子主动探针是一种可以同时诊断质子-锂核反应和质子背光的诊断方法。这使得研究高密度内爆等离子体电磁场的形状、密度和空间分布成为可能，这对于激光聚变燃烧等离子体研究至关重要。为此，今年我们具体落实了以下几项工作。・高效质子束发生靶材的开发为了产生高效的高能量密度质子束，我们使用团簇靶材和气凝胶靶材进行了质子发生实验。在气凝胶靶材方面，我们自主研发了超低密度固体靶材，使等离子体密度能够低于4 mg/cc的临界等离子体密度。 （日本记录） - 使用等离子镜的质子背光方法的测试基于去年的结果，使用等离子聚光镜我们能够将质子束能量增加3-5倍以上，大阪大学的FIREX项目激光进行了测试使用大型PW激光器进行初步测试，以建立适合该系统的质子背光系统。・质子背光系统的构建基于迄今为止取得的成果，我们开发了适合FIREX项目激光系统的质子背光系统。这使得同时诊断质子-锂核反应和质子背光成为可能，从而可以研究高密度内爆等离子体电磁场的形状、密度和空间分布，这对于激光聚变燃烧等离子体研究至关重要.

项目成果

Study of High Energy Density Electrons with Ultra Intense Laser Light in Micro Pulse Power Discharged Fiber

微脉冲功率放电光纤中超强激光高能量密度电子的研究

• 发表时间: 2009
• 作者: J Rassuchine;E d'Humieres;S Baton;J Fuchs;P Guillou;M Koenig;R Kodama;M Nakatutsumi;T Norimatsu;D Batani;A Morace;R Redaelli;L Gremillet;C Rousseaux;F Dorchies;C Fourment;J J Santos;J Adams;G Korgan;S Malekos;Y Sentoku and T E Cowan;兒玉了祐;兒玉了祐;Kon Akira;H.Nakamura;R.Kodama;H.Nakamura;T.Endo;A.Nishida
• 通讯作者: A.Nishida

Hard x-rays as a diagnostic tool for warm dense matter

硬 X 射线作为热致密物质的诊断工具

• 发表时间: 2009
• 作者: J Rassuchine;E d'Humieres;S Baton;J Fuchs;P Guillou;M Koenig;R Kodama;M Nakatutsumi;T Norimatsu;D Batani;A Morace;R Redaelli;L Gremillet;C Rousseaux;F Dorchies;C Fourment;J J Santos;J Adams;G Korgan;S Malekos;Y Sentoku and T E Cowan;兒玉了祐;兒玉了祐;Kon Akira;H.Nakamura;R.Kodama;H.Nakamura;T.Endo;A.Nishida;Erik Brambrink
• 通讯作者: Erik Brambrink

Plasma physics and laser development for the Fast-Ignition Realization Experiment (FIREX) Project

• DOI: 10.1088/0029-5515/49/10/104024
• 发表时间: 2009-10-01
• 期刊: NUCLEAR FUSION
• 影响因子: 3.3
• 作者: Azechi, H.;Mima, K.;Tsubakimoto, K.
• 通讯作者: Tsubakimoto, K.

Electric and magnetic field to guide and collimate energetic electrons along fibre target

电场和磁场沿着光纤目标引导和准直高能电子

• 发表时间: 2009
• 作者: J Rassuchine;E d'Humieres;S Baton;J Fuchs;P Guillou;M Koenig;R Kodama;M Nakatutsumi;T Norimatsu;D Batani;A Morace;R Redaelli;L Gremillet;C Rousseaux;F Dorchies;C Fourment;J J Santos;J Adams;G Korgan;S Malekos;Y Sentoku and T E Cowan;兒玉了祐;兒玉了祐;Kon Akira;H.Nakamura
• 通讯作者: H.Nakamura

レーザーによる高エネルギー密度科学

激光高能量密度科学

• 发表时间: 2010
• 作者: J Rassuchine;E d'Humieres;S Baton;J Fuchs;P Guillou;M Koenig;R Kodama;M Nakatutsumi;T Norimatsu;D Batani;A Morace;R Redaelli;L Gremillet;C Rousseaux;F Dorchies;C Fourment;J J Santos;J Adams;G Korgan;S Malekos;Y Sentoku and T E Cowan;兒玉了祐;兒玉了祐
• 通讯作者: 兒玉了祐