クラスターターゲットによるフェムト秒レーザープラズマX線の開発とX線回折への応用

使用簇靶的飞秒激光等离子体X射线的开发及其在X射线衍射中的应用

基本信息

批准号：
01J00527
负责人：
清水政二
金额：
$ 2.3万
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：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は、4月〜8月まで英国ストラトクライド大学に滞在し、ラザフォードアップルトン研究所における、"超高強度レーザーとその応用"のプロジェクト実験に参加した。この実験では、集光強度10^<20>Wcm^<-2>の強度を誇るVULCANレーザーを用いて、高強度レーザープラズマ中における基礎過程と生成放射線の利用に関する研究を行った。高強度レーザー場でのエネルギー吸収と、プラズマによる粒子の加速、そして生成した高速粒子による核反応に対する研究成果が得られた。この内容については、研究発表における雑誌論文2報により報告した。次にクラスターターゲットにおける基礎反応過程を明らかにするために、生成した粒子のエネルギー分布をトムソンパラボラを用いて計測した。この実験により、高強度レーザー場におけるクラスターの反応は非等方的クーロン爆発過程によるものであることを明らかにした。この内容については、研究発表における雑誌論文1報により報告した。X線生成においては、ナノ構造固体ターゲットに高強度レーザーを照射し、X線生成量が増加するかどうかを調べると共に、深さ方向のナノ構造を変化させることによりX線生成量がどのように変化するかを調べた。この実験では、ナノ構造を持つターゲットに高強度レーザーを照射した場合、X線生成量が増加することが見いだされたが、詳しい物理過程の検証には至っていない。実験結果のみならず理論的側面からのアプローチが必要だと考えられる。

今年4月至8月留在英国斯特克莱德大学，在卢瑟福阿普尔顿实验室参加了“超高强度激光及其应用”的项目实验。在本实验中，我们使用聚焦强度为10^<20>Wcm^<-2>的VULCAN激光器来研究高强度激光等离子体的基本过程以及所产生的辐射的使用。取得了高强度激光场中的能量吸收、等离子体粒子加速以及高速粒子产生的核反应等方面的研究成果。该内容在研究演示中的两篇期刊文章中进行了报道。接下来，为了阐明团簇靶中的基本反应过程，使用汤姆逊抛物线测量了生成的粒子的能量分布。该实验揭示了团簇在高强度激光场中的反应是由于各向异性库仑爆炸过程所致。该内容在研究演示中的一篇期刊文章中进行了报道。对于X射线的产生，我们用高强度激光照射纳米结构的固体靶，以检查产生的X射线的量是否增加，并且我们还研究了如何通过改变纳米结构中的纳米结构来增加产生的X射线的量。我检查了它是否会改变。该实验发现，当纳米结构靶材受到高强度激光照射时，产生的X射线量会增加，但具体的物理过程尚未得到验证。人们认为，有必要从理论角度而不只是从实验结果的角度进行研究。