検索対象:     
報告書番号:
※ 半角英数字
 年 ~ 
 年

Applications of the high intensity short-pulse laser driven $$sim$$ MeV proton beam

高強度短パルスレーザー駆動MeV級陽子線の応用

西内 満美子; 大東 出; 池上 将弘; 森 道昭; 織茂 聡; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 余語 覚文; Pirozhkov, A. S.; Ma, J.*; 桐山 博光; 岡田 大; 近藤 修司; 金沢 修平; 中井 善基; 圷 敦; 下村 拓也*; 大道 博行; 白井 敏之*; 野田 章*; Choi, I. W.*; Kim, C. M.*; Jeong, T. M.*; Yu, T. J.*; Sung, J. H.*; Lee, S. K.*; Hafz, N.*; Pae, K. H.*; Noh, Y.-C.*; Ko, D.-K.*; Lee, J.*; 大石 祐嗣*; 根本 孝七*

Nishiuchi, Mamiko; Daito, Izuru; Ikegami, Masahiro; Mori, Michiaki; Orimo, Satoshi; Ogura, Koichi; Sagisaka, Akito; Yogo, Akifumi; Pirozhkov, A. S.; Ma, J.*; Kiriyama, Hiromitsu; Okada, Hajime; Kondo, Shuji; Kanazawa, Shuhei; Nakai, Yoshiki; Akutsu, Atsushi; Shimomura, Takuya*; Daido, Hiroyuki; Shirai, Toshiyuki*; Noda, Akira*; Choi, I. W.*; Kim, C. M.*; Jeong, T. M.*; Yu, T. J.*; Sung, J. H.*; Lee, S. K.*; Hafz, N.*; Pae, K. H.*; Noh, Y.-C.*; Ko, D.-K.*; Lee, J.*; Oishi, Yuji*; Nemoto, Koshichi*

既存加速器からの陽子線と比べ、高強度短Ti:Sapレーザー駆動陽子線は以下にあげるような特徴を持つ。10$$^{13}$$個もの陽子線が、ピコ秒のパルス幅を持ち発生されるため、結果として高ピーク電流となる。また、横エミッタンスが低いが、10度ほどの広がり角を持って伝搬する。エネルギー広がりは100%である。そのほかの特徴としては、レーザー駆動プラズマからは、陽子線に伴い、電子線,X線などが、同期して得られる。このような特徴を持つレーザー駆動陽子線に対して、いろいろな分野での応用の可能性が示唆されている。われわれは、レーザー駆動陽子線を実際に応用するための実験を行ってきている。例えば、サンプルの陽子線とX線、及び陽子線と電子線の同時イメージングを得ることに成功している。また、ある分野への応用を考えた場合、レーザー駆動陽子線の特徴は、そのままではなく最適化されることが必要である。たとえば、医療や工業分野での陽子線照射装置を考えた場合、レーザー駆動陽子線の広がり角は補正されることが望ましい。このための方法は、既に幾つか提示されている。われわれの考えている一つの方法は、永久磁石を使った四重極磁場によるレーザー駆動陽子線の集光及び平行化である。

A laser-driven proton beam with a maximum energy of a few MeV is stably obtained using an ultra-short and high-intensity Titanium Sapphire laser. As compared with the proton beam from the conventional accelerator, this proton beam exhibits peculiar characteristics, such as, more than 10$$^{13}$$ protons per bunch are produced within a short pulse duration of $$sim$$ps at a source, resulting in a very high peak current. It also exhibits a very low transverse emittance. The proton beam has a divergence angle of $$sim$$10 degrees and energy spread of $$sim$$100%. It accompanies electrons and X-rays, which is produced simultaneously. Making the best use of these peculiar characteristics, many possible applications of the laser-driven proton are proposed. In order to make practical laser-driven proton beam for the applications, we carry out series of experiments. We have successfully obtained simultaneous imaging of the target with proton and X-ray or proton and electron beams. In the course of practical use of the proton beam for specific applications, characteristics above should be optimized based on the variations of the applications. For example, in order to apply the laser-driven proton beam for the proton irradiation system, such as used in the medical or the industrial applications, we should obtain focused or parallel proton beam. One of our plans to alter the orbits of the laser-driven protons from the planer tape target is using permanent quadrupole magnets.

Access

:

- Accesses

InCites™

:

Altmetrics

:

[CLARIVATE ANALYTICS], [WEB OF SCIENCE], [HIGHLY CITED PAPER & CUP LOGO] and [HOT PAPER & FIRE LOGO] are trademarks of Clarivate Analytics, and/or its affiliated company or companies, and used herein by permission and/or license.