Measurements of electron-induced neutrons as a tool for determination of electron temperature of fast electrons in the task of optimization laser-produced plasma ions acceleration

レーザー駆動イオン発生の最適化のための電子誘起中性子を利用したレーザープラズマ中の高速電子の電子温度検出

榊 泰直; 西内 満美子; 前田 祥太; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; Pikuz, T.; Faenov, A.*; 小倉 浩一; 深見 智代; 松川 兼也*; 金崎 真聡; 福田 祐仁; 余語 覚文; Esirkepov, T. Z.; 桐山 博光; 下村 拓也; 中井 善基*; 田上 学; 鳥本 和弘; 岡本 征洋*; 佐藤 達彦   ; 仁井田 浩二*; 田村 潤  ; 西尾 勝久   ; 佐甲 博之   ; 山内 知也*; 渡辺 幸信; Bulanov, S. V.; 近藤 公伯

Sakaki, Hironao; Nishiuchi, Mamiko; Maeda, Shota; Sagisaka, Akito; Pirozhkov, A. S.; Pikuz, T.; Faenov, A.*; Ogura, Koichi; Fukami, Tomoyo; Matsukawa, Kenya*; Kanasaki, Masato; Fukuda, Yuji; Yogo, Akifumi; Esirkepov, T. Z.; Kiriyama, Hiromitsu; Shimomura, Takuya; Nakai, Yoshiki*; Tanoue, Manabu; Torimoto, Kazuhiro; Okamoto, Masahiro*; Sato, Tatsuhiko; Niita, Koji*; Tamura, Jun; Nishio, Katsuhisa; Sako, Hiroyuki; Yamauchi, Tomoya*; Watanabe, Yukinobu; Bulanov, S. V.; Kondo, Kiminori

高強度レーザーとプラズマの相互作用によるイオン発生において、電子特性の計測は不可欠である。そのため、様々な計測手法が提案されているが、今回我々は、光核中性子反応による中性子を計測することで、精度よく電子特性の計測を行う新規性の高い手法を提案する。この手法は、イオン加速エネルギー計測と共にピークパワー110W/cmのJ-KARENレーザーによって実証された。イオン加速エネルギーと本手法による計測結果は極めて相関をもつことがわかり、改良を重ねて行けば非常に良い計測器になり得ることがわかった。

High intensity laser-plasma interaction has attracted considerable interest for a number of years. The laser-plasma interaction is accompanied by generation of various charged particle beams. Results of simultaneous novel measurements of electron-induced photonuclear neutrons (photoneutron), which are a diagnostic of the laser-plasma interaction, are proposed to use for optimization of the laser-plasma ion generation. The proposed method is demonstrated by the laser irradiation with the intensity os 110 W/cm on the metal foil target. The photoneutrons are measured by using NE213 liquid scintillation detectors. Heavy-ion signal is registered with the CR39 track detector simultaneously. The measured signals of the electron-induced photoneutrons are well reproduced by using the Particle and Heavy Ion Transport code System (PHITS). The results obtained provide useful approach for analyzing the various laser based ion beams.