Experimental study for characterizing the effect of a strong magnetic field to interfacial instability

表征强磁场对界面不稳定性影响的实验研究

基本信息

批准号：
18J11354
负责人：
松尾一輝
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：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

申請者は，強磁場がプラズマの運動に与える影響を実験的に解明した．プラズマ中で磁力線がプラズマの微細な擾乱の運動によって圧縮，引き延ばしを受けることで，熱伝導の分布が不均一になり，この不均一性が圧力の不均一を生じさせることで磁気レイリー・テイラー不安定性の成長が促進される新しい流体不安定性現象も実験的に明らかにした．申請者はこの成果について，国際学会(11th International Conference on Inertial Fusion Sciences and Applications)で発表し，流体不安定性の制御が必要なレーザー核融合分野や天文分野に広く資する成果であるとしてChiyoe Yamanaka Awardを受賞した．さらに，高強度レーザーが強磁場中のプラズマ内部に作る急峻な温度勾配による熱輸送によって，効率的に核融合燃料を加熱する加熱方式を実験的に検証した．圧縮した燃料コアに外部から数ピコ秒の短パルスレーザーを用いてエネルギーを与えると、レーザー照射面が直接加熱され、その熱が温度の低いコアの中心部分に広がっていく．外部磁場を印可することで、熱拡散の広がりをコアの中心部分に向かうように指向させることができる．申請者は外部磁場中で、銅をトレーサーとしてドープしたターゲットを圧縮後、短パルスレーザーで加熱し、銅の輝線スペクトルを結晶型のX線分光器で取得することで、その輝線スペクトルの比から加熱されたターゲットの温度を推定した．またX線バックライト法でターゲットの影絵を取得することで、密度を推定した。これらの計測によって、合計4.6kJのレーザーエネルギーで22 Gbarもの高エネルギー密度プラズマを生成できることが実験的に実証された．申請者は上記の成果をまとめて，Physical Review Letter誌に論文を出版した．

申请人通过实验阐明了强磁场对等离子体运动的影响。在等离子体中，磁场线因等离子体中微小扰动的运动而被压缩和拉伸，使得热传导分布不均匀，而这种不均匀性又造成压力不均匀，从而产生磁瑞利-泰勒焦虑我们还通过实验揭示了一种新的促进质增长的流体不稳定现象。申请人在第十一届惯性聚变科学与应用国际会议上展示了这一成果，并因该成果获得了山中千代奖，该成果对需要控制流体不稳定性的激光聚变和天文学领域做出了广泛贡献。此外，我们通过实验验证了一种加热方法，该方法利用强磁场中等离子体内部高强度激光产生的陡峭温度梯度，利用热传输有效加热聚变燃料。当使用几皮秒的短脉冲激光从外部将能量施加到压缩的燃料核心时，激光照射的表面被直接加热，并且热量传播到核心的较低温度中心。通过施加外部磁场，热扩散的传播可以被引导向磁芯的中心。申请人在外部磁场中压缩作为示踪剂的铜掺杂靶材，用短脉冲激光对其进行加热，并利用晶体型X射线光谱仪获得了铜的发射线光谱，并计算了加热靶材的温度。估计的。还通过使用 X 射线背光法获得目标的阴影图像来估计密度。这些测量结果通过实验证明，总激光能量为 4.6 kJ，可以产生 22 Gbar 的高能量密度等离子体。申请人总结了上述结果，并在Physical Review Letter上发表了论文。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Electromagnetic field growth triggering super-ponderomotive electron acceleration during multi-picosecond laser-plasma interaction

多皮秒激光-等离子体相互作用期间电磁场增长触发超重质动力电子加速

DOI：
10.1038/s42005-019-0197-6
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
5.5
作者：
Kojima Sadaoki;Hata Masayasu;Iwata Natsumi;Sentoku Yasuhiko;Fujioka Shinsuke
通讯作者：
Fujioka Shinsuke

マルチピコ秒ペタワットLFEXレーザーによる高密度プラズマの加熱領域の可視化

使用多皮秒拍瓦 LFEX 激光器可视化高密度等离子体加热区域

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
松尾一輝; 有川安信; 岩佐祐希; 坂田匠平; 李昇浩; LAW KingFaiFarley; 森田大樹; LIU Chang; LI Huan; 疇地宏; 藤岡慎介
通讯作者：
藤岡慎介

Magnetized fast isochoric laser heating for efficient creation of ultra-high-energy-density states

磁化快速等容激光加热可有效产生超高能量密度态

DOI：
10.1038/s41467-018-06173-6
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
16.6
作者：
S. Sakata; K. Matsuo; S. Kojima; S. Lee; H. Morita; T. Johzaki; H. Sawada; K. F. F. Law; A. Yao; M. Hata; A. Sunahara; Y. Abe; H. Kishimoto; A. Syuhada; T. Shiroto; Y. Iwasa; A. Morace; A. Yogo; N. Iwata; M. Nakai; H. Sakagami; et al.
通讯作者：
et al.

Design of Zeeman spectroscopy experiment with magnetized silicon plasma generated in the laboratory

实验室磁化硅等离子体塞曼光谱实验设计

DOI：
10.1016/j.hedp.2019.100710
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
1.6
作者：
Liu Chang;Matsuo Kazuki;Ferri S;rine;Chung Hyun;Lee Seungho;Sakata Shohei;Law King Fai Farley;Morita Hiroki;Pollock Bradley;Moody John;Fujioka Shinsuke
通讯作者：
Fujioka Shinsuke

University of Nevada Reno/University of San Diego(米国)

内华达大学里诺分校/圣地亚哥大学（美国）