会議発表用資料 超高強度レーザーを用いた多価重イオン加速

西内, 満美子

2017-08-02
内容記述
近年におけるレーザー技術の発展により、テーブルトップサイズのレーザーを1018W/cm2 を超える集光強度に集光することは比較的簡単である。この強度におけるレーザー光電場強度は水素内電場をはるかに上回る強度であり、物質をプラズマ化させ、かつ、プラズマ内電子を相対論的速度にまで加速する。さらにプラズマは電磁界によって支配される集団的な挙動をとり、さまざまな非線形過程が起こるが、その中の一つの現象として高エネルギーイオン加速がある。一方、ここ数年の間に比較的高繰り返し稼働が可能な数十フェムト秒のパルス幅を持つペタワット級のレーザーシステムが、世界各国に建設されている。このようなレーザーパルスを空間的にミクロンサイズに絞り込むことが出来れば、レーザー強度は1022 W/cm2となり、ターゲットと相互作用させ100TV/mを超える準静電場をパルス的にコンパクトな領域に立てられる。このような強烈な電場に曝されれば、たとえ重イオンであっても一瞬にして、周りの電子を剥がされて多価電離状態となり同時に加速されるため、コンパクトかつ、軽元素ではなくより重い元素のイオン源あるいはインジェクターへの応用が期待できる。我々はこのレーザー多価重イオン加速の技術の原理実証を行い、鉄をほぼフルストリップに近い状態で16MeV/uにまで加速することに成功した。
第14回日本加速器学会

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