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論文

レーザー核融合の産業波及効果

中井 貞雄*; 井澤 靖和*; 藤田 雅之*; 近藤 公伯; 大道 博行; 三間 圀興*; 佐宗 章弘*

オプトロニクス, 31(9), p.134 - 142, 2012/09

高強度レーザーを用いた研究としてレーザー核融合の研究は歴史が古く、特に、この研究から派生した技術や新たな研究分野は多い。本論文では、そのようなレーザー核融合研究に関連する、特に産業分野への応用研究として、EUV光源,非熱加工,粒子線加速,中性子源,宇宙応用,原子炉除染・解体といったトピックを紹介する。

論文

Opacity effect on extreme ultraviolet radiation from laser-produced tin plasmas

藤岡 慎介*; 西村 博明*; 西原 功修*; 佐々木 明; 砂原 淳*; 奥野 智晴*; 上田 修義*; 安藤 強史*; Tao, Y.*; 島田 義則*; et al.

Physical Review Letters, 95(23), p.235004_1 - 235004_4, 2005/12

 被引用回数:135 パーセンタイル:95.53(Physics, Multidisciplinary)

レーザー生成スズプラズマからの極端紫外(EUV)発光へのオパシティの効果を実験的に解析した。X線放射によって電子温度30-40eVの均一なスズプラズマを生成することにより、EUV波長域(10-20nm)におけるオパシティを初めて測定した。測定されたオパシティは理論計算とほぼ一致した。理論計算で求めたオパシティを用いた輻射流体シミュレーションと実験の比較の結果は、EUV光源としての効率を高めるためには、13.5nm領域でプラズマの光学的厚みが1程度以上になることが必要だが、反面オパシティが大きすぎると吸収の効果によって効率が低下することを示し、オパシティの制御が重要なことを示す。

論文

Characterization of extreme ultraviolet emission from laser-produced spherical tin plasma generated with multiple laser beams

島田 義則*; 西村 博明*; 中井 光男*; 橋本 和久*; 山浦 道照*; Tao, Y.*; 重森 啓介*; 奥野 智晴*; 西原 功修*; 河村 徹*; et al.

Applied Physics Letters, 86(5), p.051501_1 - 051501_3, 2005/01

 被引用回数:110 パーセンタイル:94.83(Physics, Applied)

EUV光源として用いられるSnプラズマの基本的な輻射流体力学的な特性を明らかにするために、阪大レーザー研の激光XII号レーザーで球状のSnターゲットを照射し、生成したプラズマからのEUV光のスペクトル,発光強度分布,波長13.5nm領域の2%帯域中の発光強度とその時間変化,変換効率の測定を行った。照射強度5$$times$$10$$^{10}$$W/cm$$^{2}$$において最大効率3%が得られた。変換効率のレーザー強度依存性を等温膨張プラズマを仮定した理論モデルと比較した。

口頭

$$^{117}$$Sn($$overrightarrow{n}$$,$$gamma$$)反応における捕獲断面積の偏極依存性の測定

遠藤 駿典; 安部 亮太*; 石崎 貢平*; 奥 隆之; 奥平 琢也*; 亀田 健斗*; 北口 雅暁*; 木村 敦; 酒井 健二; 嶋 達志*; et al.

no journal, , 

複合核を介する過程では、空間反転対称性の破れが、基本的な粒子同士の反応である陽子陽子散乱に比べ、最大で約$$10^{6}$$倍増幅することが実験的に確認されている。これと同様の原理で時間反転対称性も複合核過程を介すことで増幅されることが示唆されており、我々はこのモデルに基づき、未だ発見されていない素粒子標準模型を超える時間反転対称性の破れの探索を目指している。時間反転対称性の破れへの感度は、p波共鳴における中性子の全角運動量1/2で吸収される幅の全幅に対する比で与えられる。破れ測定の候補核の一つである$$^{117}$$Snの測定への感度を決定するために、偏極中性子を$$^{117}$$Snに照射し吸収する反応、すなわち$$^{117}$$Sn($$overrightarrow{n}$$,$$gamma$$)反応のp波共鳴において発生したガンマ線の断面積の偏極方向依存性を、J-PARC・MLF・ANNRIにて測定し、偏極方向による断面積の有意な差が確認された。

口頭

Pd同位体のeV中性子捕獲反応における$$gamma$$線放出角度分布

吉川 大幹*; 安部 亮太*; 石崎 貢平*; 伊東 佑起*; 遠藤 駿典; 奥 隆之; 奥平 琢也*; 亀田 健斗*; 北口 雅暁*; 木村 敦; et al.

no journal, , 

中性子複合核共鳴反応では、空間反転対称性の大きな破れが観測されており、状態密度Nに依存するランダムな遷移行列要素Wを仮定した模型で説明される。Wは空間反転対称性の破れとそれに寄与する共鳴の部分幅$$Gamma_{p,j}$$の測定から求められるが、既存のデータの精度は仮定の検証には不十分である。そこでN依存性が顕著な領域に属するPd同位体に着目し、捕獲$$gamma$$線の角度分布測定をJ-PARC・MLF・ANNRIにて行い、部分幅$$Gamma_{p,j}$$を高精度に決定した。また本測定から、$$^{108}$$Pbのp波共鳴の全角運動量Jの値が既知の値と異なっている可能性が示唆された。本講演では実施した角度分布測定及びその結果、また$$^{108}$$PdのJの他の候補の検討結果について報告する。

口頭

複合核反応を用いた時間反転対称性の破れ探索実験に向けた、熱外中性子反射光学の検証

藤家 拓大*; 安部 亮太*; 石崎 貢平*; 伊東 佑起*; 遠藤 駿典; 奥 隆之; 奥平 琢也*; 亀田 健斗*; 北口 雅暁*; 木村 敦; et al.

no journal, , 

数eV程度のエネルギーを持つ熱外中性子は、複合核共鳴吸収反応を用いた時間反転対称性の破れ探索実験などにおいて用いられる。この探索実験では数eV程度の運動エネルギーを持つ熱外中性子を制御し実験に用いる。十分に熱化された熱中性子領域では、中性子の振る舞いは一般的に中性子光学を用いて記述される。しかしながらどのエネルギー領域までこの理論が適応できるかは調べられておらず、熱外中性子領域においても理論が適応できるかを検証することが重要である。そこでJ-PARC・MLF・BL10にて中性子ミラーを用いた反射実験を行い、熱外中性子に対する光学理論の適応限界を検証した。

口頭

インジウム標的を用いた時間反転対称性の破れ探索に向けた$$^{115}$$In(n,$$gamma$$)反応断面積の角度依存性の測定

高田 秀佐*; 安部 亮太*; 石崎 貢平*; 伊東 佑起*; 遠藤 駿典; 奥 隆之; 奥平 琢也*; 亀田 健斗*; 北口 雅暁*; 木村 敦; et al.

no journal, , 

原子核が中性子を共鳴吸収し複合核状態を経る過程では、パリティ(P)対称性が大きく破れて現れることが様々な原子核において観測されている。複合核において観測されているP対称性の破れの大きさは、核子間相互作用において観測されているP対称性の破れに比べて最大10$$^{6}$$倍大きい。この現象は入射中性子の軌道角運動量が異なる共鳴である、s波共鳴とp波共鳴が隣接する場合に観測されており、s波とp波の部分波の干渉によってP対称性の破れが増幅すると説明されている。同様の機構によって時間反転(T)対称性の破れも増幅しうることが理論的に予測されており、その増幅率は未知定数$$kappa$$(J)を用いることによって、すでに観測されているP対称性の破れと結びつけることができる。この対称性の破れの増幅現象を利用することによって、従来にない高感度なT対称性の破れの探索が可能となることが期待されている。現在、我々は複合核におけるT対称性の破れの探索実験に向けた研究を行っている。本研究では、探索実験の標的候補核の選定を目的として、$$^{115}$$In+n反応のp波共鳴から放出される$$gamma$$線の角度分布を測定する実験を、J-PARC・MLFのビームライン04 ANNRIで行った。In(n,$$gamma$$)反応の$$gamma$$線の角度分布測定によって、未知定数$$kappa(J)$$に対して制限を与えることに成功した。また、$$^{115}$$Inを標的としてT対称性の破れ探索実験を行う場合を仮定して、電気双極子能率探索実験で現在与えられている上限値を更新するために必要な測定時間についても見積もった。

口頭

Pd同位体のeV中性子捕獲反応における即発$$gamma$$線測定

吉川 大幹*; 安部 亮太*; 石崎 貢平*; 伊東 佑起*; 遠藤 駿典; 奥 隆之; 奥平 琢也*; 亀田 健斗*; 北口 雅暁*; 木村 敦; et al.

no journal, , 

複合核共鳴反応では、弱い相互作用の効果により空間反転対称性(P)が破れており、その破れが最大10%程度まで増幅される場合がある。この増幅効果は、ランダム行列理論に立脚する統計模型を用いて説明される。この模型では、準位密度と遷移行列要素をそれぞれ$$N$$$$W$$とした場合、$$Wpropto1/sqrt{N}$$の関係が期待されるが、従来の$$W$$の測定精度はこの関係の検証には不十分である。本研究では、$$W$$に対して$$N$$依存性が顕著な領域に属するPd同位体に着目し$$W$$の高精度化を目指している。$$W$$は、Pの破れとそれに寄与する共鳴の部分幅$$x$$の値から実験的に導出可能である。まず$$x$$を導出するため、Pd同位体のp波共鳴からの即発$$gamma$$線の測定を行った。$$^{108}$$Pdについては、すでに予備的な結果を得ており、前回の物理学会で報告した。同様に、$$^{105}$$Pdの3.91eVおよび$$^{110}$$Pdの5.19eVのp波共鳴からの即発$$gamma$$線も測定したが、共鳴断面積が$$^{108}$$Pdの2.96eV p波共鳴に比べ$$1/100$$ほど小さく、また断面積がこれらp波共鳴に比べ約$$10^4$$倍大きい$$^{108}$$Pdの32.98eVのs波共鳴の影響によりdead timeが検出器に生じるため、高計数率測定が出来ず十分な統計を得られなかった。そこで現在は、標的と同種の試料を上流側に設置し、s波共鳴近傍のエネルギーを持つ中性子を減衰させp波の統計を稼ぐ手法やS/N比を大幅に改善できる同時計数測定の準備を進めている。

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