Source development and novel applications of laser-driven plasma X-ray lasers in JAEA

原子力機構におけるレーザー駆動X線レーザーの光源開発とその応用

河内 哲哉; 長谷川 登; 錦野 将元; 石野 雅彦; 今園 孝志; 大場 俊幸; 海堀 岳史; 岸本 牧; 越智 義浩; 田中 桃子; 小池 雅人; 加道 雅孝; 並河 一道; 末元 徹; 寺川 康太*; 富田 卓朗*; 山本 稔; 猿倉 信彦*; 西村 博明*; Faenov, A. Y.; Bulanov, S. V.; 大道 博行; 加藤 義章* 

Kawachi, Tetsuya; Hasegawa, Noboru; Nishikino, Masaharu; Ishino, Masahiko; Imazono, Takashi; Oba, Toshiyuki; Kaihori, Takeshi; Kishimoto, Maki; Ochi, Yoshihiro; Tanaka, Momoko; Koike, Masato; Kado, Masataka; Namikawa, Kazumichi; Suemoto, Toru; Terakawa, Kota*; Tomita, Takuro*; Yamamoto, Minoru; Sarukura, Nobuhiko*; Nishimura, Hiroaki*; Faenov, A. Y.; Bulanov, S. V.; Daido, Hiroyuki; Kato, Yoshiaki*

本講演では、原子力機構におけるレーザー駆動X線レーザーの光源開発及び利用研究に関する最新の成果を報告する。利用研究の対象は物質科学,レーザー加工,X線イメージング,生体細胞の放射線損傷等と多岐に渡っている。物質科学への応用に関しては、強誘電体の相転移直上での格子揺らぎの時間相関を初めて観測した。レーザー加工に関しては、短パルスレーザー照射時の試料表面電子融解現象をX線レーザー干渉計で観察した。軟X線回折イメージングに関しては、静止したサンプルの微細構造の観察結果とともに、将来的なポンププローブ観察への計画を紹介する。また、X線レーザーの集光性能を利用した細胞損傷効果の基礎実験では、DNAの2本鎖切断の観察結果とKeV領域のインコヒーレントX線照射の場合との比較を議論する。

This paper reviews recent improvement in the source development of laser-driven X-ray lasers and the applications in the research fields of material science, laser processing, X-ray imaging, and radiation damage in biological cells. In the application for material science, we have firstly observed temporal correlation between the domain structures of ferro-electric substance under the Curie temperature. In the laser processing, new X-ray laser interferometer reveals us the nano-scale surface distortion of substance pumped by a femto-second optical pulse. In the X-ray diffraction image, we have taken several static images of micro-structure of samples: now we are trying to extend the objective to nano-scale dynamics using pump and probe method. In the radiation damage of biological cells, we observed double strand break in DNA using X-ray laser exposure; this results are compared with the case using incoherent several KeV X-ray exposure.