レーザー航跡場加速による高エネルギー電子の発生

High-energy electron generation via laser wakefield acceleration

神門 正城; 森 道昭; 小瀧 秀行; 林 由紀雄; 西村 博明*

Kando, Masaki; Mori, Michiaki; Kotaki, Hideyuki; Hayashi, Yukio; Nishimura, Hiroaki*

本研究は、大阪大学レーザーエネルギー学研究所で稼働が始まったLFEXレーザーを用いたレーザー航跡場加速による高エネルギー電子加速に関する共同研究報告である。平成24年度は、原子力機構で4TW級レーザーを用いて、安定な電子生成のパワー依存性しきい値を調べた。前年までに安定な電子が生成されることがわかっているアルゴンガスを用い、パワーを4.0TW, 3.6TWと変えて準単色電子ビーム生成の再現率を計測したところ、ガス密度があるしきい値以上ではほぼ100%の再現性であることがわかった。また、このしきい値は、レーザーパワーを上げることで下がることもわかった。また、将来のLFEXレーザーを用いた電子加速実験で用いる予定のサンプリングカロリメータの準備状況についても報告する。

This paper reports collaboration work between JAEA and Osaka University on the high energy electron acceleration using the LFEX laser. At JAEA we have examined the conditions for generating stable electrons with a 4-TW laser. We used Ar gas, which was found by us to produce stabler electrons and measured reproducibility at 4.0 TW and 3.6 TW. We found that there is a density threshold; the reproducibility becomes almost 100% when the density is larger than the threshold. We also noticed that the threshold value decreases as increasing the laser power. In addition, we report on the status of a sampling calorimeter, which will be used in the future laser acceleration experiments with LFEX.