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20 MeV quasi-monoenergetic electron beam production by using JLITE-X laser system at JAEA-APRC

原子力機構光量子におけるJLITE-Xレーザーシステムを用いた20MeV準単色電子線発生

森 道昭; 神門 正城; 大東 出; 小瀧 秀行; 林 由紀雄; 小倉 浩一; 匂坂 明人; Esirkepov, T. Z.; 中島 一久; 大道 博行; Bulanov, S. V.; 木村 豊秋

Mori, Michiaki; Kando, Masaki; Daito, Izuru; Kotaki, Hideyuki; Hayashi, Yukio; Ogura, Koichi; Sagisaka, Akito; Esirkepov, T. Z.; Nakajima, Kazuhisa; Daido, Hiroyuki; Bulanov, S. V.; Kimura, Toyoaki

2005年9月に原子力機構において、レーザー照射実験を行い、準単色構造の電子ビームの生成に成功した。実験では、テラワットレーザービームをf=648mmの集光ミラーによってガス密度2.0-2.5$$times$$10$$^{19}$$cm$$^{-3}$$(電子密度換算で4.1-5.0$$times$$10$$^{19}$$cm$$^{-3}$$)のHeガスジェット上に集光・照射し、9-20MeVの準単色電子ビームが生成され、さらにこれを超える密度では、準単色構造が不安定になる現象も観測した。準単色電子生成の結果は後に行ったシミュレーション結果からも妥当な結果であることがわかり、理論・実験双方で連携した結果が得られている。発表では、この結果・考察に加え原子力機構における最近の超高強度レーザープラズマ相互作用の研究の状況についても報告する。

The quasi-monoenergetic electron beam produced by intense laser-plasma interaction was observed at plasma densities from $$4.1 times 10^{19} cm^{-3}$$ to $$5.0 times 10^{19} cm^{-3}$$. The terawatt laser beam was focused by using an off-axis parabolic mirror with f=648 mm. We observed quasi-monoenergetic electron beams in the forward direction. The peak energy of quasi-monoenergetic component of the electron beam was increased from 9 MeV to $$sim$$20 MeV with a energy spread of $$sim$$ 20$$%$$ increasing the plasma density from $$4.1 times 10^{19} cm^{-3}$$ to $$5.0 times 10^{19} cm^{-3}$$. However, the quasi-monoenergetic component of the electron beam disappeared at a plasma density of $$6.6 times 10^{19} cm^{-3}$$, and non-equilibrium (non Maxwellian) spectrum of the electron beam was observed. The table-top laser driven fs quasi-monoenergetic electron beam which is applicable to variety of fields has been demonstrated.

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分野:Physics, Applied

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