Guiding and confining fast electrons by transient electric and magnetic fields with a plasma inverse cone

プラズマ反転コーンによる電磁場を利用した高速電子の制御

Lei, A. L.*; Cao, L. H.*; Yang, X. Q.*; 田中 和夫*; 兒玉 了祐*; He, X. T.*; 三間 圀興*; 中村 龍史; 乗松 孝好*; Yu, W.*; Zhang, W. Y.*

Lei, A. L.*; Cao, L. H.*; Yang, X. Q.*; Tanaka, Kazuo*; Kodama, Ryosuke*; He, X. T.*; Mima, Kunioki*; Nakamura, Tatsufumi; Norimatsu, Takayoshi*; Yu, W.*; Zhang, W. Y.*

反転コーンにおける高速電子の伝播に関するシミュレーション及び実験的研究を行った。コーン形状ターゲットは高速点火核融合において、高エネルギー発生及びレーザーの集光を目的として利用されている。本研究では、コーンターゲットを電子のガイディングを目的として利用することが可能であることを示した。反転コーンの先端部にレーザーを照射することで、多くの高速電子が発生する。これらの電子はコーンの側面に誘起される電磁場によってガイドされることがシミュレーションにより確認された。この現象を大型レーザーを使った実験により調べ、大電流が発生する場合においても電子のガイディングが起こることが確認された。

The fast electron propagation in an inverse cone target is investigated computationally and experimentally. Two-dimensional particle-in-cell simulation shows that fast electrons with substantial numbers are generated at the outer tip of an inverse cone target irradiated by a short intense laser pulse. These electrons are guided and confined to propagate along the inverse cone wall, forming a large surface current. The experiment qualitatively verifies the guiding and confinement of the strong electron current in the wall surface. The large surface current and induced strong field s are of importance for fast ignition related research.