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小倉 浩一; 静間 俊行; 早川 岳人; 余語 覚文; 西内 満美子; 織茂 聡; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; 森 道昭; 桐山 博光; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 51(4), p.048003_1 - 048003_2, 2012/04
被引用回数：2 パーセンタイル：8.9(Physics, Applied)繰り返し動作(1Hz)可能な高強度レーザーを用いて高エネルギーのプロトンを発生した。そのプロトンをリチウムターゲットに照射し、
Li(p,n)Be反応を起こした。反応によって生成したBeをGe半導体検出器を用いて測定した。その結果、1.7
0.2Bqが生成したことがわかった。一方、生成したプロトンのスペクトルを飛行時間法を用いて測定し、放射化断面積を用いて放射化量を評価した。その結果、1.60.3Bqが得られた。誤差範囲で一致した。そこで、われわれは、レーザー駆動粒子線を用いて放射化反応を起こさせる場合、反応量を飛行時間法でレーザーショットごとにモニターする方法を提案する。
余語 覚文; 大道 博行; 森 道昭; 桐山 博光; Bulanov, S. V.; Bolton, P. R.; Esirkepov, T. Z.; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 織茂 聡; et al.
レーザー研究, 37(6), p.449 - 454, 2009/06
パルス時間波形の高度に制御された1Hz繰返し運転可能なレーザーを用いて、密度の制御されたターゲットからの陽子線加速機構を検証した。実験の結果、高コントラストのレーザーを用いた、固体密度ターゲットを用いた陽子線加速では、エネルギーの安定した陽子線を再現性よく発生させることが可能となった。一方、臨界密度近傍に制御されたターゲットでは、ビームの高エネルギー成分が低エネルギー成分とは異なる方向に加速される結果を得た。計算機シミュレーションの結果、ターゲット裏面の磁場が陽子線加速電場を傾かせる効果をもつことが明らかになった。これをさらに発展させて、ターゲットの密度分布を高度に制御すれば、ビーム方向をエネルギーに応じてコントロールすることが可能になると考えられる。高強度レーザーの時間・空間制御技術の発展は、レーザー駆動粒子線の利用研究において、今後さらに重要な役割を担うことになるものと結論する。
小倉 浩一; 静間 俊行; 早川 岳人; 余語 覚文; 西内 満美子; 織茂 聡; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; 森 道昭; 桐山 博光; et al.
Applied Physics Express, 2(6), p.066001_1 - 066001_3, 2009/05
被引用回数：14 パーセンタイル：49.68(Physics, Applied)強度10
W/cm
のレーザー光(10Hz,小型高コントラスト高強度レーザー)をポリイミドテープ(7.5
m)に集光することによって最大3.5MeVのプロトンを生成した。このプロトンで
B(p,n)C反応を起こした。その結果、60ショットで11.1Bqの放射能を得た。薄層放射化への応用の可能性について議論した。
西内 満美子; 大東 出; 池上 将弘; 大道 博行; 森 道昭; 織茂 聡; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 余語 覚文; Pirozhkov, A. S.; et al.
Applied Physics Letters, 94(6), p.061107_1 - 061107_3, 2009/02
被引用回数：59 パーセンタイル：87.41(Physics, Applied)2.4MeVのレーザー駆動陽子線を永久四重極磁石で1Hzで収束させた。磁場勾配は、55T/m, 60T/mであった。陽子線は、ターゲットから650mmにおける2.7mm
8mmの大きさ(半値全幅)の領域に収束された。この結果は、モンテカルロシミュレーションとよく一致した。
森 道昭; 余語 覚文; 桐山 博光; 西内 満美子; 小倉 浩一; 織茂 聡; Ma, J.*; 匂坂 明人; 金沢 修平; 近藤 修司; et al.
IEEE Transactions on Plasma Science, 36(4), p.1872 - 1877, 2008/08
被引用回数：7 パーセンタイル：28.39(Physics, Fluids & Plasmas)本グループでは、京都大学・電力中央研究所・GIST等と共同でレーザー駆動プロトンビームの利用に向け、レーザー・ターゲット双方からエネルギー/変換効率/Emittanceの最適化に関する研究を進めている。本論文はその研究の過程において開発したレーザー駆動高エネルギープロトンビーム発生におけるチャープパルスを用いた高速パルススライサー装置の新たな性能評価法と、その後に行ったイオン加速実験に関する結果をまとめたものである。この研究開発によって、新手法の有意性を明らかにするとともに、プレパルスの抑制により最大2.3MeVのプロトンビームの発生を実証しプレパルスがプロトンビームの高エネルギー化に重要な役割を果たすことを明らかにした。
大道 博行; 匂坂 明人; 小倉 浩一; 織茂 聡; 西内 満美子; 森 道昭; Ma, J.-L.; Pirozhkov, A. S.; 桐山 博光; 金沢 修平; et al.
Proceedings of 7th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO-PR 2007) (CD-ROM), p.77 - 79, 2007/00
10の
W/cm以上に集中させた高強度レーザーを用いて、陽子加速器を開発している。プラズマパラメータと陽子エネルギー範囲を、レーザー照射ごとにリアルタイム検出器を用いてモニターした。実用可能なMeV級の陽子エネルギーを安定して得ることに成功した。
大道 博行; 匂坂 明人; 小倉 浩一; 織茂 聡; 西内 満美子; 余語 覚文; 森 道昭; Li, Z.*; 桐山 博光; 金沢 修平; et al.
X-Ray Lasers 2006; Springer Proceedings in Physics, Vol.115, p.595 - 605, 2007/00
現在、関西光科学研究所に設置されている超短パルス高強度レーザーを用いた量子ビーム発生実験を行っている。すなわちレーザーを厚さ数ミクロンの薄膜に照射することにより、プロトン,X線,テラヘルツ波,電子線が発生する。これらは時間同期がきちんととれており、時間幅も1ピコ秒以下であり、するどい指向性を有し輝度も高い。これらを組合せることにより、極めて新しいポンプ-プローブ計測等が可能になると考えられる。これら研究の現状と今後の方向について報告する。
(rusty-rock lichen) mycobiont藤井 洋光*; 原 光次郎*; 小峰 正史*; 尾崎 卓郎; 大貫 敏彦; 山本 好和*
Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 6(1), p.115 - 118, 2005/07
Cu耐性地衣類へのCuの取り込みについて検討するため、培養実験を行い、Cuを濃集した地衣類試料をSEM-EDS分析及びXANES分析により分析した。その結果、Cu(II)が細胞表面に分布し、細胞内に取り込まれたCuはCu(I)に還元していることを明らかにした。
余語 覚文; 大道 博行; 森 道昭; 匂坂 明人; 小倉 浩一; 織茂 聡; 桐山 博光; Pirozhkov, A. S.; 金沢 修平; 中井 善基; et al.
no journal, ,
高強度短パルスレーザー-薄膜相互作用における、高速イオン発生のオンライン・リアルタイム測定評価について報告する。発生した高速プロトンは飛行時間法(TOF)分析装置によって測定した。加速器イオンビームを用いてTOF分析装置のエネルギー校正を行い、プロトンのエネルギー分布スペクトルを、レーザーショットごとにリアルタイムで測定することに成功した。集光強度が10
W/cm
の短パルスレーザー照射により発生したMeVエネルギーのプロトンのカットオフエネルギー・及びレーザーからプロトンへのエネルギー変換効率が、レーザープリパルスの強度に強く依存する結果が得られたので報告する。
織茂 聡; 余語 覚文; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 森 道昭; 桐山 博光; 近藤 修司; 山本 洋一*; 下村 拓也*; 田上 学*; et al.
no journal, ,
高強度超短パルスレーザーを薄膜に照射することによって生成されるMeV級の陽子生成と、その応用研究を発表する。実験は原子力機構と韓国光州科学技術研究所で行った。照射レーザーは直径50mmで、p偏光,45度,焦点距離238mm(Fナンバー4.8)で照射強度3
910W/cmである。ターゲットは銅テープ(5m厚)とポリミド(7.5m)を使用した。ニッケルのメッシュパターンを、陽子イメージはCR39を使用し、X線イメージはイメージングプレートを使用し測定した。
余語 覚文; 森 道昭; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 織茂 聡; 金沢 修平; 近藤 修司; 中井 善基; 圷 敦; 山本 洋一*; et al.
no journal, ,
集光強度が10W/cmを超える高強度レーザーを薄膜ターゲットに照射すると、相対論的プラズマの生成により薄膜の裏面からMeVエネルギー級のイオンが発生する。これまでは世界的に金属の薄膜にレーザーを照射し、表面不純物分子に起因するプロトンを加速する方法が用いられてきたが、われわれは水素を含む絶縁体材料をターゲットに用いてより効率的なプロトン発生を目指している。本講演ではエネルギースペクトル,発散角度分布及びエネルギー変換効率の測定によりプロトン発生の特性評価を行ったので報告する。実験は原子力機構及び電力中央研究所において行った。中心波長800nm,パルス幅25-50fsのp偏光レーザー光を垂直方向に対し45
の方向から厚さ7.5mポリイミド薄膜に照射した。集光強度は1-310
W/cmであった。薄膜の裏面の垂直方向(0)と22.5の方向にオンライン飛行時間(TOF)分析器を設置してプロトンのエネルギー分布を測定した。また、飛跡検出器(CR-39)を用いてプロトン発散角度分布を測定した。TOF分析の結果、最大エネルギー3.8MeVのプロトン発生を確認した。エネルギー分布はボルツマン分布様の連続分布を示した。レーザー1ショットあたりに発生したプロトン数は、エネルギー0.85MeV以上で約110
個と評価された。これを入射したレーザーのエネルギーからプロトンエネルギーへの変換効率に換算すると0.3%となり、金属薄膜を用いた場合に比べて高い結果が得られた。
小倉 浩一; 織茂 聡; 匂坂 明人; 西内 満美子; 森 道昭; 余語 覚文; 桐山 博光; 金沢 修平; 近藤 修司; 中井 善基; et al.
no journal, ,
超短パルスレーザーを真空中の薄膜に照射して高エネルギープロトンを発生した。このとき、生成したプラズマの像をピンホールカメラで計測した。その結果、もっともプラズマの像が小さくなるターゲット位置付近で最大エネルギーのプロトンが発生することが確かめられた。
森 道昭; 余語 覚文; 桐山 博光; 匂坂 明人; Ma, J.-L.; 小倉 浩一; 織茂 聡; 西内 満美子; Pirozhkov, A. S.; 岡田 大; et al.
no journal, ,
昨年9月から、今年度高度化した関西光科学研究所大型チタンサファイアレーザー装置J-KARENレーザーシステムを用いてイオン加速実験を展開している。現在までに、J-KARENレーザー発生したパルス幅32fs・ピーク出力30TW・コントラスト(108)のレーザー光を、f/3.5(f=175mm)の軸外し放物面鏡で固体ターゲット上に集光・照射し、ターゲット裏面から最大4.1MeVの陽子線を発生している。本講演では、現状と今後の展望について報告する予定である。
余語 覚文; 森 道昭; 桐山 博光; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 織茂 聡; Pirozhkov, A. S.; Esirkepov, T. Z.; Bulanov, S. V.; 金沢 修平; et al.
no journal, ,
集光強度が10W/cmを超える高強度レーザーを薄膜ターゲットに照射すると、相対論的プラズマの生成により薄膜の裏面からMeVエネルギー級のイオンが発生する。2007年3月の講演では、主レーザーパルスに付随するペデスタルが比較的強い場合(集光強度10
W/cm,時間幅ns)に、発生するプロトンビームの方向がターゲット垂直方向からレーザー進行方向(45)へシフトする結果について報告した。本講演では、シミュレーション計算を交えてプロトンの加速機構について議論する。また、ペデスタルの強度を制御することで、プロトンビームの方向を制御することができたので報告する。
西内 満美子; 大東 出; 森 道昭; 織茂 聡; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 榊 泰直; 堀 利彦; 余語 覚文; Pirozhkov, A. S.; et al.
no journal, ,
われわれのこれまでの研究から、フェムト秒テラワットレーザーと固体ターゲットとの相互作用により、エネルギーMeV級の陽子線を安定に繰り返し1Hzで生成することに成功してきた。生成される陽子線は、既存加速器からのビームと比べて低エミッタンスで、個数が10個以上である。しかしながら、約10度もの非常に大きな発散性を持ち、エネルギースペクトルがブロードであるという、実用上問題となる特徴もある。本研究では、レーザー駆動陽子線の実用化に向けて、永久四重極磁石を用いたレーザー駆動陽子線の伝送を行い、空間的な収束・エネルギースペクトルの準単色化に成功した。陽子線の収束点における空間分布、及びスペクトルの準単色化の様子は、空間電荷効果を無視したモンテカルロシミュレーションにより十分再現することがわかった。
小倉 浩一; 静間 俊行; 早川 岳人; 織茂 聡; 匂坂 明人; 西内 満美子; 森 道昭; 余語 覚文; Pirozhkov, A. S.; 杉山 博則*; et al.
no journal, ,
レーザー駆動プロトンビームを利用する場合、プロトン照射量を知るためにショットごとのプロトンの発生量を把握する必要がある。ここでは、ショットごとのプロトンエネルギーのスペクトルをモニターしながら放射化を試みたので報告する。厚さ7.5mのポリイミド膜にチタンサファイアレーザーで生成した超短パルス高強度レーザー光を軸外し放物面鏡を用いて集光した。集光サイズは、約9m6mであり、レーザーエネルギーは約670mJであった。薄膜ターゲットの裏面方向に生成されたプロトンビームをフッ化リチウム板に照射した。7Li(p,n)7Be反応により放射化された。フッ化リチウム板の中央にあけた直径1mmの穴を通してプロトンビームの一部を取り出し、飛行時間法を用いてショットごとのエネルギースペクトルを測定しながら放射化を行った。
森 道昭; 小倉 浩一; 余語 覚文; 西内 満美子; 桐山 博光; Pirozhkov, A. S.; 匂坂 明人; 織茂 聡; 反保 元伸; 大東 出; et al.
no journal, ,
JAEAにおける、J-KARENチタンサファイアレーザーを用いて、陽子線がん治療のためのレーザー駆動イオン加速研究を行った。最近の結果では、厚み2.5mのステンレスターゲットに38fs/1.8J,コントラスト10のレーザー光を集光・照射することで、7MeVのカットオフエネルギーを持つ陽子ビームの生成を観測している。この結果は、レーザー駆動陽子線がん治療装置開発に関連したスケーリングを明らかにするうえで重要な成果である。講演では、この成果を中心に研究開発の近況について報告する。
森 道昭; 小倉 浩一; 余語 覚文; 西内 満美子; 桐山 博光; Pirozhkov, A. S.; 匂坂 明人; 織茂 聡; 反保 元伸; 大東 出; et al.
no journal, ,
J-KARENチタンサファイアレーザーを用いて、陽子線がん治療のためのレーザーイオン加速研究を行っている。その中でも特にレーザー装置の高コントラスト・高エネルギー化によって7MeVを超える陽子線の発生が可能になったのでこれを中心に報告する。具体的には、コントラストを一桁改善し、レーザーエネルギーを従来の2倍以上に増強したJ-KARENレーザーシステムで発生した波長800nm・パルス幅40fs・レーザーエネルギー1.8J・ピーク出力45TWのレーザー光を、f/2.5(f=320mm)の軸外し放物面鏡を用いて厚み2.5ミクロンのステンレス薄膜上に入射角45度の配置で強度510W/cmで集光・照射し、カットオフ7MeVのエネルギーのプロトンビームが発生していることを明らかにした。一方、エネルギースペクトルの計測結果とCR-39を用いたイオンビームの空間分布計測からレーザー光からイオンビームへの変換効率は1MeV以上で約0.6%であることもわかった。講演では、本実験結果を交え今後の展開について報告する。
小倉 浩一; 静間 俊行; 早川 岳人; 織茂 聡; 匂坂 明人; 西内 満美子; 森 道昭; 余語 覚文; Pirozhkov, A. S.; 杉山 博則*; et al.
no journal, ,
超短パルス高強度レーザー光を薄膜ターゲットに集光すると、MeV領域の高エネルギーのプロトンを発生できる。このプロトンを利用したレーザーイオン源が実用化されれば加速器の小型化や小型放射化装置などへの利用が考えられる。レーザー駆動で発生されるプロトンビームは単色ではなく、広いエネルギーを持っている。ここでは、レーザー駆動プロトンビームを照射して放射化を行った場合の深さ方向の放射化量の分布について計算を行った。その結果、深さ方向に放射化量が減少することがわかり、例えば薄層放射化を用いた摩耗測定に応用できる可能性があることがわかった。
余語 覚文; 大道 博行; 森 道昭; 桐山 博光; Bulanov, S. V.; Bolton, P.; 匂坂 明人; 大石 祐嗣*; 藤井 隆*; 根本 孝七*; et al.
no journal, ,
本講演は、発表者らが平成23年5月25日に受賞したレーザー学会業績賞(論文賞)に関する受賞記念講演である。レーザー背景光を含めた時間波形の制御されたレーザーパルスによるイオン加速に関する成果と、レーザー駆動陽子線の利用研究に関する最新の成果について発表する。
