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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：8.51(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。
匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; 森 道昭; 余語 覚文; 小倉 浩一; 織茂 聡; 西内 満美子; Ma, J.*; 桐山 博光; 金沢 修平; et al.
NIFS-PROC-85, p.30 - 33, 2011/02
レーザー駆動イオン源の開発を目的とし、陽子発生実験を行った。薄膜ターゲットを用いて、レーザーとプラズマとの相互作用により発生した陽子を計測した。高エネルギー陽子を得るため、レーザーのコントラストレベルを下げて、プリプラズマの大きさを減少させた。高コントラストのレーザーパルスを用いた結果、ターゲット裏面方向に発生する陽子の最大エネルギーは増加した。
匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; 森 道昭; 余語 覚文; 小倉 浩一; 織茂 聡; 西内 満美子; Ma, J.*; 桐山 博光; 金沢 修平; et al.
レーザー研究, 38(9), p.702 - 705, 2010/09
高強度レーザーと薄膜との相互作用により、高エネルギーの粒子,硬X線,高次高調波,テラヘルツ(THz)波などが発生する。特に高エネルギー陽子については、医療用としての小型加速器への利用が期待されている。本研究では、薄膜ターゲット照射による陽子ビームとTHz波の同時発生について調べた。原子力機構設置のチタンサファイアレーザー(J-KAREN)を用いて、薄膜ターゲットへの照射実験を行った。その結果、ターゲット裏面方向の陽子とレーザー反射方向のTHz波の同時発生を測定した。また、プリプラズマを抑制することで陽子の高エネルギー化を確認した。
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：15 パーセンタイル：50.70(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：69 パーセンタイル：89.13(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：30.73(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。
織茂 聡; 西内 満美子; 大道 博行; 余語 覚文; 小倉 浩一; 匂坂 明人; Li, Z.*; Pirozhkov, A. S.; 森 道昭; 桐山 博光; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 46(9A), p.5853 - 5858, 2007/09
被引用回数：18 パーセンタイル：55.85(Physics, Applied)高強度短パルスチタンサファイヤレーザーを使って、数MeVのプロトンとkeVのX線と同時に同じ場所から発生させることが可能である。今回、X線とプロトンのソースから10mm離れたサンプルの同時投影像を測定することに成功した。この実験はとてもシンプルな実験であるが、数100fsからpsの分解能を持っている。ディテクターとして、CR39とイメージングプレートを使用した。この方法によってミクロン構造の正確な観測に応用可能である。
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。
山崎 淳; 小瀧 秀行; 大東 出; 神門 正城; Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; 近藤 修司; 金沢 修平; 本間 隆之*; 中島 一久; et al.
Physics of Plasmas, 12(9), p.093101_1 - 093101_5, 2005/09
被引用回数：70 パーセンタイル：87.71(Physics, Fluids & Plasmas)レーザープラズマ相互作用による単色エネルギー電子ビーム発生が世界中で研究されており、最近、幾つかの実験データーが出始めているが、発生機構についてはわかっておらず、安定な電子ビーム発生はできていない。われわれは、シングルレーザーパルスにおける単色エネルギー電子ビーム発生についての、理論的研究及び粒子シミュレーションによる研究,実験研究を行い、非常によく一致した。実験については、レーザーパワーが5.5TW,パルス幅70fs,中心波長800nmのチタンサファイアレーザーをガスジェット中に集光して行った。単色エネルギー電子ビームは、電子ビームが加速位相から減速位相に移るときに得られ、その位置で真空中に電子ビームを取り出してやれば、単色エネルギー電子ビーム発生が可能となる。電子ビームが加速位相から減速位相に移る距離はプラズマ密度によって決定されるため、プラズマ密度によって加速距離のコントロールが必要となる。この研究によって、1パルスでの単色エネルギー電子ビーム発生には電子ビームの加速距離とプラズマ密度のコントロールが必要であること見いだした。
西内 満美子; 大道 博行; 余語 覚文; 森 道昭; 桐山 博光; 金沢 修平; 匂坂 明人; 小倉 浩一; 織茂 聡; 近藤 修司; et al.
no journal, ,
高強度超短パルスレーザー駆動のMeV級陽子線に対して、レーザーに同期した高周波電場を印加することにより、通常であれば連続的である陽子線のエネルギースペクトルを準単色化すること、及びその空間的な分布を制御することに成功した。原子力機構のJ-KARENレーザーを410
Wcm
の強度でポリイミドターゲット上に集光し最大エネルギー2.2MeVの安定な陽子線を生成、この陽子線をレーザーに同期させた高周波電場空胴に導いた。高周波電場の伝播方向の電場の効果により陽子線のエネルギースペクトルに顕著なピークが生成され、エネルギー広がりは100%から11%(FWHM)にまで減少した。同時に動径方向の電場の効果で、陽子ビームを空間的に収束及び発散させることに成功した。モンテカルロシミュレーションによれば、空間的に収束する陽子線成分は連続的なエネルギースペクトルを持ち、発散する成分は準単色なエネルギースペクトルを持つ。このような位相回転法は、シングルショットではなく繰り返し発生する陽子線のエネルギー及び空間分布を再現性よく制御することができ、さまざまな応用分野への適用が期待される。
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。
匂坂 明人; 森 道昭; Pirozhkov, A. S.; 余語 覚文; 西内 満美子; 小倉 浩一; 織茂 聡; 反保 元伸; 榊 泰直; 堀 利彦; et al.
no journal, ,
高強度レーザーと薄膜との相互作用により、高エネルギーの粒子,硬X線,高次高調波,テラヘルツ(THz)波などが発生する。特に高エネルギー陽子については、医療用としての小型加速器への利用が期待されている。今回、レーザー駆動イオン源の開発を目的とし、薄膜ターゲットからの陽子発生実験を行った。日本原子力研究開発機構設置のチタンサファイアレーザー(J-KAREN)を用い、軸外し放物面鏡により薄膜ターゲットに照射した。レーザーのパルス幅は、半値全幅で
40fsであった。集光強度は510
W/cmであり、ターゲット裏面方向に発生する陽子をTOF(Time of Flight)分析器により測定した。厚さ2.5mのステンレスターゲットを用いた場合、プロトンの最大エネルギーは7MeVに達した。
吉田 正明*; 根本 脩平*; 永瀬 緑*; 新井 剛*; 江森 達也; 森田 圭介; 伴 康俊; 渡部 創; 佐野 雄一; 国井 茂*
no journal, ,
本研究では、各種NTAアミド抽出剤を担持させた吸着材の模擬核種の吸着特性を検討した。本試験の結果から、HONTA含浸吸着材は硝酸濃度0.001-0.1MにおいてLn(III)に対し高い吸着分配係数を示した。また、何れの含浸吸着材においても速やかに吸着平衡に達した。また、含浸吸着材からの抽出剤溶出試験の結果から抽出剤及びSty/DVBの溶出は確認されなかった。本会では各種NTA吸着材を用い抽出クロマトグラフィ法の適用性を調査したので報告する。
崩 愛昌*; 宮川 晃尚*; 長友 重紀*; 中谷 清治*; 吉田 正明*; 根本 脩平*; 新井 剛*; 安倍 弘; 長谷川 健太; 佐野 雄一
no journal, ,
各種NTAアミド抽出剤を担持させた吸着材を対象に実施した硝酸濃度、硝酸イオン濃度等をパラメータとした顕微分光測定より得られたFP(Ln)の吸着・溶離速度(物質移動係数)を紹介する。凍結乾燥法により造粒したシリカ担体を使用した吸着材についてポリマー被覆条件の変更により吸着・溶離速度が改善されることや、硝酸濃度や硝酸イオン濃度が物質移動係数に及ぼす影響に関する評価・考察結果を報告する。
山下 真一郎; Mohamad, A. B.; 根本 義之; 相馬 康孝; 石島 暖大; 佐藤 智徳; 井岡 郁夫; Pham, V. H.; 三輪 周平; 中島 邦久; et al.
no journal, ,
原子力機構(JAEA)では事故耐性の向上を目指した燃料被覆管の各種コーティング技術の研究を行っている。講演では全体概要の他、それらの研究に用いることを目的としたJAEAでの新規の装置開発について紹介する。
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3910W/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。
