A High energy component of the intense laser-accelerated proton beams detected by stacked CR-39

スタックしたCR-39飛跡検出器を用いたレーザー駆動陽子線の高エネルギー成分の高精度計測

金崎 真聡; 服部 篤人; 榊 泰直; 福田 祐仁; 余語 覚文; 神野 智史   ; 西内 満美子; 小倉 浩一; 近藤 公伯; 小田 啓二*; 山内 知也*

Kanasaki, Masato; Hattori, Atsuto; Sakaki, Hironao; Fukuda, Yuji; Yogo, Akifumi; Jinno, Satoshi; Nishiuchi, Mamiko; Ogura, Koichi; Kondo, Kiminori; Oda, Keiji*; Yamauchi, Tomoya*

スタックしたCR-39飛跡検出器を用いてレーザー駆動陽子線の高精度計測を行った。8J, 40fsのチタンサファイヤレーザーをポリイミドフィルムに集光し、陽子線を発生させた。サンプルはラジオクロミックフィルムとCR-39のスタックを厚さ13mのアルミニウムフィルターで覆ったものを使用し、真空中で陽子線の照射を行った。エッチピットを確認することができた最も後方に位置するCR-39のエッチピットを解析することで、高エネルギー成分の陽子のエネルギーをこれまでよりも高精度に求めた。CR-39中の残余飛程は、多段階エッチング法によるエッチピットの成長曲線を利用して算出し、そこから、発生した陽子の最大エネルギーは14.390.05MeVと求められた。この手法を用いれば、数十MeV級のレーザー駆動陽子線の最大エネルギーを10keVのオーダーまで高精度に求めることが可能である。

A precise measurement has been made utilizing a stacked CR-39 detectors unit for laser accelerated high intensity protons. The proton beams are derived from a thin polyimide target exposed to an high intense Ti:sapphire laser 8 J energy and 40 fs duration. The sample sets, stacked radiochromic film and CR-39 detectors covered with 13 m aluminum filter, are irradiated under vacuum condition. By analyzing the etch pits on the last layer of CR-39 which recorded etchable tracks, the proton energy in high energy region is evaluate more precisely than in the past. The residual ranges for each particle in the last layer has been obtained from etch pit growth curves with multi-stepetching technique. The maximum energy of proton is 14.390.05 MeV. This method allows us to measure the maximum energy of proton precisely, which is obtained up to the hundredth place in unit of MeV in the laser-driven particle acceleration experiment.