会議発表用資料 ミクロンサイズ水素クラスターターゲット生成装置の開発とその高エネルギー密度科学への応用

福田, 祐仁  ,  神野, 智史  ,  田中, 宏尭  ,  松井, 隆太郎  ,  金崎, 真聡  ,  榊, 泰直  ,  神門, 正城  ,  近藤, 公伯  ,  上坂, 充  ,  岸本, 泰明

2017-03-19
内容記述
 我々は、高繰り返し動作可能なMeV級の超高純度陽子線源のための新たなターゲットとして、ミクロンサイズの水素クラスターターゲットの開発に着手し、これまでに、半径0.17〜1.0 μmの水素クラスターの生成を示す結果を得た。サブミクロンサイズの水素クラスターは、600 Hzまでの高繰り返し動作可能なパルスバルブと7 Kまで冷却可能な液体ヘリウム冷凍機によって構成された装置からの高圧水素ガス噴射によって生成される。水素クラスターターゲット(水素クラスター+背景水素ガス)は水素のみで構成されるため、レーザー光照射によるクーロン爆発によって、単純な実験装置構成で水素のみから構成される超高純度陽子線を得ることが可能という応用上の利点がある。例えば、半径0.6 μmの水素クラスターに集光強度1.6×10^21 W/cm^2のレーザー光(パスル幅40 fs)を照射した際には、最大95 MeVの陽子線が前方に加速されることがクーロン爆発モデルによって明らかにされている。 発表では、数理的手法を導入したMie散乱によるクラスターサイズ評価法について解説し、水素クラスターターゲットを用いたクーロン爆発による100 MeV超陽子線発生、クラスター内に生成する無衝突衝撃波による200 MeV超準単色陽子線発生、および、輻射の影響が少ないBlast Wave発生実験等の研究への応用可能性について述べる。
日本物理学会第72回年次大会

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