超高強度レーザーによる40MeV陽子線の発生,2

40 MeV proton beam Generation with ultra-high intensity high-contrast Ti:Sapphire laser system, 2

小倉 浩一; 西内 満美子; Pirozhkov, A. S.; 谷本 壮; 匂坂 明人; Esirkepov, T. Z.; 静間 俊行; 早川 岳人; 羽島 良一; 神門 正城; 桐山 博光; 金沢 修平; 近藤 修司; 中井 善基*; 下村 拓也; 田上 学*; 笹尾 文崇; 笹尾 一*; 福田 祐仁; 榊 泰直; 余語 覚文; 金崎 真聡; 近藤 公伯

Ogura, Koichi; Nishiuchi, Mamiko; Pirozhkov, A. S.; Tanimoto, Tsuyoshi; Sagisaka, Akito; Esirkepov, T. Z.; Shizuma, Toshiyuki; Hayakawa, Takehito; Hajima, Ryoichi; Kando, Masaki; Kiriyama, Hiromitsu; Kanazawa, Shuhei; Kondo, Shuji; Nakai, Yoshiki*; Shimomura, Takuya; Tanoue, Manabu*; Sasao, Fumitaka; Sasao, Hajime*; Fukuda, Yuji; Sakaki, Hironao; Yogo, Akifumi; Kanasaki, Masato; Kondo, Kiminori

厚さm程度の薄膜に高強度レーザーを集光させると高エネルギーの陽子線を発生させることができる。生成した陽子線は、医療応用や同位元素生成するためのコンパクトな粒子源となることが期待される。100fs以下でコンパクト化が可能な10J級チタンサファイアレーザーシステムを使用したレーザー駆動陽子発生において、これまでの最大値25MeVを大きく上回る40MeVの陽子線を発生できた。実験は原子力機構のJ-KARENチタンサファイアレーザーシステムを使用した。エネルギー18J,パル幅40fs,波長800nm,ビーム径150mmであった。レーザービームを軸外し放物面鏡で薄膜ターゲット(アルミニウム0.8m)に集光した。集光径は、約3m4m(FWHM)であった。ターゲット上のエネルギーは7.4J、集光強度は1E21W/cm以上であった。メインパルスに先立つ100500psのコントラストは約1E10であった。発生した陽子線はCR39固体飛跡検出器で検出した。陽子のエネルギーとCR39に中での飛程との関係から最大エネルギーは約40MeVであることがわかった。

We demonstrated the energetic proton generation using 40 fsec intense Ti:Sapphire laser pulses. By drastically increasing the interaction intensity approximately 1E21 W/cm with keeping a ultra high contrast of 1E10:1, even without using plasma mirror, over 40 MeV protons were detected with 800 nm thick Al foil.