高強度レーザー照射クラスタープラズマの構造形成と高エネルギー多価イオン・内殻励起X線発生

Structures of cluster plasmas and generations of energetic ions and X-rays

福田 祐仁; 山川 考一; 西山 博*; 正木 知宏*; 森林 健悟; 岸本 泰明*

Fukuda, Yuji; Yamakawa, Koichi; Nishiyama, Hiroshi*; Masaki, Tomohiro*; Moribayashi, Kengo; Kishimoto, Yasuaki*

高強度レーザーとクラスターの相互作用は、短パルスX線源,核融合反応による中性子源,粒子加速等の応用面からさまざまな研究がなされている。われわれは、高強度パルスレーザーとアルゴンクラスターとの相互作用について、イオン化過程を考慮した粒子シミュレーションを行っており、これまでに、クラスター表面の分極電場によるイオン化の促進について報告してきた。今回は、パルス長が20fsでピーク強度が8.510W/cm(a=2.0)のレーザー光を半径48nmのアルゴンクラスターに照射する粒子シミュレーションを行い、クラスターから放射される内殻励起X線を評価した。粒子コードによるシミュレーション結果をもとにして、1s-2pの内殻励起状態に対するレート方程式を解いてX線スペクトルを評価した。その結果、この強度では、O, C, N, F-likeのスペクトル強度が大きいことがわかった。また、酸素(O)-likeイオンからの光子は、クラスターの中心から約20nm離れた位置で最も多く放出されていることが確認できた。また、波長の短いX線ほど、クラスターの中心付近から放出されていることがわかった。

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