原子力機構における高コントラストTi:Sapレーザーによる高エネルギーイオン発生実験の現状

Laser-driven proton acceleration experiment with high contrast Ti:Saplaser at JAEA

西内 満美子; Pirozhkov, A. S.; 小倉 浩一; 谷本 壮; 榊 泰直; 堀 利彦; 匂坂 明人; 余語 覚文; 福田 祐仁; 金崎 真聡; 桐山 博光; 森 道昭; 下村 拓也; 田上 学*; 中井 善基*; 笹尾 一*; 笹尾 文崇; 金沢 修平; 近藤 修司; 近藤 公伯; 羽原 英明*; 田中 和夫*

Nishiuchi, Mamiko; Pirozhkov, A. S.; Ogura, Koichi; Tanimoto, Tsuyoshi; Sakaki, Hironao; Hori, Toshihiko; Sagisaka, Akito; Yogo, Akifumi; Fukuda, Yuji; Kanasaki, Masato; Kiriyama, Hiromitsu; Mori, Michiaki; Shimomura, Takuya; Tanoue, Manabu*; Nakai, Yoshiki*; Sasao, Hajime*; Sasao, Fumitaka; Kanazawa, Shuhei; Kondo, Shuji; Kondo, Kiminori; Habara, Hideaki*; Tanaka, Kazuo*

レーザー駆動陽子線を医療応用に資するためには、繰り返しの効く小型レーザーで、十分に高エネルギーの陽子線を治療に必要な個数だけ、安定に発生する必要がある。レーザー駆動陽子線の最大エネルギーは集光強度に依存して高くなる。より少ないレーザーエネルギーで高エネルギーの陽子線を発生させるには、集光強度を向上させることが必要不可欠である。われわれは、関西光科学研究所における100TW級レーザーJ-KARENシステムのポテンシャルを最大限に引き出すため、レーザーの伝送光路において、波面精度のよい大口径光学ミラーの導入、及び伝送光路におけるエネルギーロスを減らすためのコンプレッサー位置の移動を行った。その結果レーザー集光強度は去年の11月に行った実験に比して、1桁近く向上し、発生陽子線の最高エネルギーも23MeVを記録した。これは、100TW級のレーザーにおいては世界最高レベルである。さらにプラズマミラーを導入して11桁以上のコントラストを持つレーザーパルスを生成、ナノメータレベルターゲットによる陽子線発生を行った。本講演において、詳細結果を発表する。

We present the results of the experiment of laser-driven proton acceleration by the interaction between laser and thin foil target. The maximum energy of the laser-driven protons increases as the intensity of the laser increases. In order to accelerate the proton beam toward higher energy with the limited energy of laser, we need to increase the intensity of the laser. For that purpose, we upgraded the laser mirrors in the beam line. As a result the intensity of the laser increases about one oreder of magnitude. With the tape target, we obtain proton beam whose maximum energy is 23 MeV. We also conducted the plasma mirror to increase the contrast of the laser. We show the detail of the proton acceleration results with the plasma mirror and nano-meter target.