超高強度レーザー生成プラズマ中のエネルギー輸送に関するX線分光学的研究

超高强度激光等离子体能量传输的 X 射线光谱研究

• 批准号: 06J09048
• 负责人: 犬伏 雄一
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J09048/
• 关键词: レーザー生成プラズマ; エネルギー輸送; 偏光X線分光; 電子速度分布診; 電子速度分布診断

高速点火核融合研究において超高強度レーザー生成プラズマ中の高速電子から背景電子へのエネルギー輸送機構の解明は重要課題であり、X線分光診断法による研究を実施した。超高強度レーザー生成プラズマ中でのエネルギー輸送媒体である高速電子の速度分布は非等方性が強く、放射されるX線はプラズマ中の電子速度分布の偏りに起因する偏光をもつ。この偏光X線を計測することにより、プラズマ中の高速電子速度分布の診断を行った。実験では、10J、1psの超高強度レーザーを、塩素を含む3層平板ターゲットに照射し、偏光X線分光計測を実施した。分光器として、新たに開発した2チャンネル偏光X線分光器を用い、2つの偏光成分の同時計測を行った。実験において、放射領域の深さに依存するCl-Heαの偏光度分布を取得した。この偏光度分布からターゲット表面付近ではパンケーキ型、内部では葉巻型の高速電子速度分布となっていることがわかり、更に、高温領域では高エネルギー背景電子による等方的な励起に起因する減偏光が、また、ターゲット内部の高密度領域では背景電子の弾性散乱による減偏光が初めて観測された。これらの実験結果は理論モデルを用いた計算結果とよく一致し、偏光X線分光法による高速電子速度分布診断が有効であることを示した。

在高速点火融合的研究中，在超高强度激光生成的等离子体中阐明从高速电子到背景电子的能量传输机制是一个重要问题，并且进行了使用X射线光谱法的研究。高速电子的速度分布是一种高度高强度激光生成的血浆中的能量传输介质，是高度各向异性的，并且由于等离子体中电子速度的偏置，发射的X射线具有极化光。通过测量该偏振X射线，诊断出血浆中的高速电子速度分布。在实验中，将超高强度10J和1PS激光照射到含氯的三层平板目标上，并进行了极化X射线光谱。作为光谱仪，使用新开发的两通道偏振X射线光谱仪同时测量两个极化组件。在实验中，获得了取决于辐射区域深度的Cl-Heα的极化程度分布。这种极化程度分布表明，高速电子速度分布在目标表面附近的煎饼形式和内部的雪茄形形式中。此外，在高温区域中，由高能背景电子以及目标内部的高密度区域引起的去极化光，首次观察到背景电子的弹性散射引起的去极化光。这些实验结果与使用理论模型的计算结果非常吻合，表明使用偏光X射线光谱诊断的高速电子速度分布诊断是有效的。

项目成果

Measurement of distribution of x-ray polarization degrees caused by anisotropic hot electrons in ultra-high intensity laser produced plasma

超高强度激光等离子体中各向异性热电子引起的X射线偏振度分布的测量

• 发表时间: 2007
• 作者: 犬伏 雄一;河村 徹;犬伏 雄一;犬伏 雄一;犬伏 雄一;犬伏 雄一
• 通讯作者: 犬伏 雄一

Analysis of x-ray polarization to determine the three-dimensionally anisotropic velocity distributions of hot electrons in ultra-high intensity laser produced plasma

分析 X 射线偏振以确定超高强度激光产生等离子体中热电子的三维各向异性速度分布

• 发表时间: 2007
• 期刊: Physical Review E 75
• 作者: 犬伏 雄一;河村 徹;犬伏 雄一
• 通讯作者: 犬伏 雄一

Diagnostics of anisotropic hot electron velocity distribution using x-ray polarization spectroscopy

使用 X 射线偏振光谱诊断各向异性热电子速度分布

• 发表时间: 2007
• 作者: 犬伏 雄一;河村 徹;犬伏 雄一;犬伏 雄一;犬伏 雄一;犬伏 雄一;犬伏 雄一;犬伏 雄一
• 通讯作者: 犬伏 雄一

超高強度レーザー生成プラズマからの放射X線の偏光度分布と高速電子輸送

超高强度激光产生的等离子体发射的 X 射线的偏振度分布和快速电子传输

• 发表时间: 2007
• 作者: 犬伏 雄一;河村 徹;犬伏 雄一;犬伏 雄一;犬伏 雄一;犬伏 雄一;犬伏 雄一
• 通讯作者: 犬伏 雄一

X-ray line polarization spectroscopy to study hot electron transport in ultra-short laser produced plasma

• DOI: 10.1016/j.jqsrt.2005.05.024
• 发表时间: 2006-05
• 期刊: Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer
• 影响因子: 2.3
• 作者: Y. Inubushi;H. Nishimura;M. Ochiai;S. Fujioka;T. Johzaki;K. Mima;T. Kawamura;S. Nakazaki;T. Kai;S. Sakabe;Y. Izawa