CR-39によるレーザー駆動粒子線の高精度エネルギー評価

A Precise measurement of the laser-driven ions by CR-39

服部 篤人*; 金崎 真聡; 福田 祐仁; 榊 泰直; 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*

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

近年、高強度レーザーの技術開発が進み、本来大型の加速器施設でしか発生させることができなかったような粒子線が、レーザー駆動の加速手法を用いて発生させることが可能となっている。しかし、この方法でイオンを加速させた場合、高エネルギーの電子線やX線も同時に発生するため、イオンビームの診断は容易ではない。そこで、このような放射線の混在場においては、イオンのみを高感度で検出することができるCR-39のスタックでイオンビームの診断を行い、発生したイオンの最大エネルギー決定が行われている。しかし、通過したCR-39の厚みからエネルギーを求めるという従来の方法では、例えば、14.017.4MeV程度、もしくは、少なくとも14MeVのプロトンが発生した、という大まかな評価しか行われてこなかった。本講演では、CR-39のエッチピット成長曲線を解析することで、従来よりも10倍の精度で、数十MeV級イオンの最大エネルギーを決定できる手法を見いだしたので報告する。

A precise measurement has been made utilizing a stacked CR-39 detectors for laser accelerated protons. The protons are accelerated from a thin polyimide target irradiated by intense Ti:sapphire laser (8 J energy and 40 fs duration). By analyzing the etch pits on the last layer of CR-39, the maximum proton energy is evaluated 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 the multi-step etching technique. The maximum energy of proton obtained is 14.390.05 MeV. This method allows us to measure the maximum energy of proton precisely, which is ten times higher than that of the conventional methods.