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Zhidkov, A. G.; 佐々木 明; 福本 一郎; 田島 俊樹; Auguste, T.*; D'Oliveira, P.*; Hulin, S.*; Monot, P.*; Faenov, A. Y.*; Pikuz, T. A.*; et al.
Physics of Plasmas, 8(8), p.3718 - 3723, 2001/08
被引用回数：44 パーセンタイル：76.85(Physics, Fluids & Plasmas)高強度レーザーで照射された固体ターゲットから発生する高速電子とイオンの速度分布関数の過渡的特性を、理論・実験的に解析した。衝突過程を含むPICコードで計算した、パルス幅60fs,強度10
W/cm
の短パルスレーザー照射で生成したプラズマ中の高速電子の速度分布関数は、マクセル分布に緩和するために十分な時間がないことから、エネルギーが500keV近傍の低温成分と、1MeV以上の高温成分が、それぞれ150keVと450keVの異なる実効的な温度を持ち、エネルギー2MeVにカットオフを持つことがわかった。実験的にも、高速イオンのドップラーシフトしたX線スペクトルから推定した低温成分の電子の温度と、電子分光器で測定した高温成分の温度が、それぞれシミュレーションと一致する結果が得られた。
Zhidkov, A. G.; 佐々木 明; 内海 隆行*; 福本 一郎; 田島 俊樹; 斉藤 文一*; 弘中 陽一郎*; 中村 一隆*; 近藤 健一*; 吉田 正典*
Physical Review E, 62(5), p.7232 - 7240, 2000/11
被引用回数：51 パーセンタイル：85.89(Physics, Fluids & Plasmas)超短パルスレーザー照射固体ターゲットから放出されるkeV領域のX線の特性を解析した。実験では強度10
W/cm,パルス幅42fsのレーザー光で照射されたCuターゲットから放出される、2~10keVのK
線を含む領域と、10~40keV領域の制動放射のスペクトルを測定した。シミュレーションはASEプリパルスによるプラズマ生成を流体コードで、プラズマと高強度レーザーの相互作用をPICコードで、X線放射をモンテカルロコードで計算することで行った。計算は実験のスペクトルをよく再現し、高強度レーザー照射で高速電子が発生するが、照射時間が緩和時間より短いのでエネルギー分布の高エネルギー側(~30keV)にカットオフが生じることが初めて明らかになった。またより高強度域での吸収や高速電子生成機構について議論した。
Zhidkov, A. G.; 佐々木 明
Physics of Plasmas, 7(5), p.1341 - 1344, 2000/05
被引用回数：33 パーセンタイル：69.43(Physics, Fluids & Plasmas)超短パルス高強度レーザーで薄膜ターゲットを照射すると、前方と後方に高エネルギーイオンが放出される。従来は、高強度レーザー照射によって薄膜は瞬間的に高温度に加熱され、瞬時に全体が完全電離状態になると考えられていた。しかし、電子衝突電離には数ps以上の時間を要し、光電界電離(OFI)は薄膜の表面から表皮厚さ以内のごく薄い領域にしか作用しない。われわれは原子過程を含むPICコードを用いて、高強度レーザー照射によって生成した高速電子が薄膜の裏面に強い静電界を作り、その大きさはレーザー光の電界と同程度になって媒質ので電離を引き起こすことを明らかにした。加速されるイオンのエネルギーは価数に比例することから、プラズマ電界電離(PFI)が薄膜から前方に放出されるイオンの特性を支配することがわかった。
森林 健悟; 佐々木 明; Zhidkov, A. G.; 上島 豊; 周藤 佳子*; 香川 貴司*
Atomic Collision Research in Japan, No. 26, p.111 - 113, 2000/00
最近の高強度レーザーの発展に伴い、高輝度X線、高速電子、多価イオンなどの新しい励起源が利用できるようになりつつある。これらが固体や蒸気と相互作用すると内殻励起状態や中空原子を生成し、それからX線が発生する。今回は、このX線発生の原子過程とそれを用いた応用に関して議論する。高輝度X線源の場合は、マグネシウム蒸気を標的として場合の内殻電離型、中空原子型X線レーザーの実験系を提案した。高速電子源の場合は、内殻励起状態と中空原子のポピュレーションとレーザー強度との関係で計算した。多価イオン源の場合は、X線発生の原子過程が超高速(1fs程度)で起こること、及び、X線への変換効率は約0.03で高効率であることを明らかにした。10Jのレーザーを用いたとき発生するX線の個数は約10
個と見積もられた。これはX線源として十分に機能する。
牛草 健吉
JAERI 1339, 77 Pages, 1999/03
過去約10年で低域混成波電流駆動(LHCD)実験が著しく進展し、ほかの非誘導電流駆動に比較して最大の駆動電流(3.6MA,JT-60)、最長の電流維持時間(2時間,TRIAM-1M)、最も高い密度での電流駆動(n
~10
m
,ALCATOR-C)、最高の電流駆動効率(
=3.5
10
m
A/W,JT-60)を達成するに至った。これは、LHCDが現在のトカマク装置においては非誘導電流駆動として最も有効であることを示している。本論文はこのLHCD実験全般についての実験結果をまとめたものである。低域混成波電流駆動の理論をまとめた後、(1)実験装置、(2)電流駆動効率、(3)電流分布とMHD振動の制御、(4)エネルギー閉じ込め、(5)パワーフロー、(6)高速電子挙動、(7)イオンと波との相互作用、(8)ほかの加熱・電流駆動との複合電流駆動など、最近の重要な実験結果とその物理描像をまとめる。
井手 俊介; 永島 圭介; 内藤 磨
プラズマ・核融合学会誌, 73(1), p.112 - 121, 1997/01
JT-60Uにおける低域混成波(LHW)による電流駆動(LHCD)実験で、LHW印加により電子密度がプラズマ中心領域において減少することを見出した。この機構を明らかにするため、詳細なパラメータ・スキャンを行った。1)入射LHWのスペクトル・スキャン,2)入射LHWのパワー・スキャン,3)プラズマ電流/トロイダル磁場・スキャン,4)逆方向電流駆動・スキャン。これらのスキャンから、この電子密度の減少は、LHCDで期待される電流分布の変化によるものではなく、高速電子の量に依存することが明らかになった。
川島 寿人; 長谷川 満*; Fuchs, G.*; 的場 徹; 上杉 喜彦*; 星野 克道; 河上 知秀; 山本 巧
Japanese Journal of Applied Physics, 33(6A), p.3590 - 3596, 1994/00
被引用回数：4 パーセンタイル：30.08(Physics, Applied)JFT-2Mトカマクで、低域混成波による電流駆動(LHCD)実験、あるいは、LHCDに電子サイクロトロン波加熱(ECRH)を加える実験を行った。我々は、この時、水平と垂直の軟X線波高分析装置を使ってX線の異方性を調べた。LHCD中には水平前方方向でX線放射強度が強かった。LHCDプラズマにECRHを加えた場合、垂直方向の強度が強くなった。これらの実験データと三温度モデルによる計算を合わせることによって高速電子(X線発生源)の速度分布を評価した。評価した速度分布形は理論的予測(低域混成波では電子ランダウ減衰、電子サイクロトロン波ではサイクロトロン減衰)と矛盾しなかった。
近藤 貴; 井手 俊介; 今井 剛; 牛草 健吉; 池田 佳隆; 関 正美; 竹内 浩
Proc. of the 1992 Int. Conf. on Plasma Physics,Vol. 16C Part 2, p.II969 - II972, 1992/00
低域混成波(LHW)の入射パワーを変調し、硬X線信号の応答と空間分布を測定し、高速電子の減速過程と拡散過程を評価し、LHWの吸収分布を求めた。プラズマ電流1.2MA、電子密度n=810
cm、トロイダル磁場4Tのプラズマに、周波数2GHz、パワー600kWの高周波を正弦波で変調して入射し、この時の高速電子から輻射される硬X線の時間応答を測定した。その結果、硬X線強度の入射パワーに対する位相の遅れは、高速電子の減速時間から計算される位相と一致しており、拡散過程は減速過程と比べて、小さい事が明らかになった。硬X線の空間分布から、プラズマ中に励起された波の屈折率が1.44および2.24の時の波の吸収分布を求めた。屈折率が2.24の時は周辺部で吸収し、1.44の時は中心部で吸収しており、この時の電流駆動効率が大きい。
川島 寿人; 山本 巧; 星野 克道; 上杉 喜彦*; 森 雅博; 鈴木 紀男
Nuclear Fusion, 31(3), p.495 - 509, 1991/00
被引用回数：19 パーセンタイル：62.47(Physics, Fluids & Plasmas)低域混成波電流駆動プラズマ中で、Xモード第2共鳴サイクロトロン波による電子加熱がJFT-2Mトカマクで実験されてきた。サイクロトロン周波数以下の周波数帯で高速電子加熱を観測した。シャフラノフパラメータと反磁性計測から、f
/2f
=0.76において吸収効率は15%になった。ここでfは、RF波の周波数でfはプラズマ中心のサイクロトロン周波数である。放射マイクロ波の伝搬特性からも吸収効率を評価した。両測定から得たトロイダル磁場に対する吸収効率の依存性は、定性的に一致した。軟X線放射と電子サイクロトロン放射の測定から、相対論的サイクロトロン共鳴条件を満足する高速電子の選択的かつ垂直方向への加熱が観測された。70kWの選択的サイクロトロン加熱はまた低域混成波駆動電流をさらに65kA/secでランプアップし結果的に30%のランプアップ効率を得た。
