Acceleration of highly charged GeV Fe ions from a low-Z substrate by intense femtosecond laser

超高強度短パルスレーザーによる低ZサブストレートからのGeVのエネルギーの多価鉄イオンの発生

西内 満美子; 榊 泰直; Esirkepov, T. Z.; 西尾 勝久   ; Pikuz, T.*; Faenov, A.*; Skobelev, I. Yu.*; Orlandi, R.  ; 佐甲 博之   ; Pirozhkov, A. S.; 松川 兼也*; 匂坂 明人; 小倉 浩一; 金崎 真聡; 桐山 博光; 福田 祐仁; 小浦 寛之   ; 神門 正城; 山内 知也*; 渡辺 幸信*; Bulanov, S. V.; 近藤 公伯; 今井 憲一; 永宮 正治*

Nishiuchi, Mamiko; Sakaki, Hironao; Esirkepov, T. Z.; Nishio, Katsuhisa; Pikuz, T.*; Faenov, A.*; Skobelev, I. Yu.*; Orlandi, R.; Sako, Hiroyuki; Pirozhkov, A. S.; Matsukawa, Kenya*; Sagisaka, Akito; Ogura, Koichi; Kanasaki, Masato; Kiriyama, Hiromitsu; Fukuda, Yuji; Koura, Hiroyuki; Kando, Masaki; Yamauchi, Tomoya*; Watanabe, Yukinobu*; Bulanov, S. V.; Kondo, Kiminori; Imai, Kenichi; Nagamiya, Shoji*

200TWの超高強度レーザーパルスをミクロンメートルのアルミの薄膜に鉄の不純物を混ぜたターゲットに照射することで、ほぼフルストリップに近い鉄のイオンが0.9GeVで加速された。低エミッタンスで、重いイオンのビームが高いQ/Mで得られることは、いろいろな分野への応用が考えられ、例えば、既存加速器技術との融合によってコンパクトなRIイオン源の開発が考えられる。

Almost fully stripped Fe ions accelerated up to 0.9 GeV are demonstrated with a 200 TW femtosecond high-intensity laser irradiating a micron-thick Al foil with Fe impurity on the surface. An energetic low-emittance high-density beam of heavy ions with a large charge-to-mass ratio can be obtained, which is useful for many applications, such as a compact radio isotope source in combination with conventional technology.