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余語 覚文*; Lan, Z.*; 有川 安信*; 安部 勇輝*; Mirfayzi, S. R.*; Wei, T.*; 森 隆人*; Golovin, D.*; 早川 岳人*; 岩田 夏弥*; et al.
Physical Review X, 13(1), p.011011_1 - 011011_12, 2023/01
被引用回数：3 パーセンタイル：88.42(Physics, Multidisciplinary)Neutrons are powerful tools for investigating the structure and properties of materials used in science and technology. Recently, laser-driven neutron sources (LDNS) have attracted the attention of different communities, from science to industry, in a variety of applications, including radiography, spectroscopy, security, and medicine. However, the laser-driven ion acceleration mechanism for neutron generation and for establishing the scaling law on the neutron yield is essential to improve the feasibility of LDNS. In this paper, we report the mechanism that accelerates ions with spectra suitable for neutron generation. We show that the neutron yield increases with the fourth power of the laser intensity, resulting in the neutron generation of 
in 
at a maximum, with 
Wcm
, 900 J, 1.5 ps lasers. By installing a "hand-size" moderator, which is specially designed for the LDNS, it is demonstrated that the efficient generation of epithermal (0.1-100 eV) neutrons enables the single-shot analysis of composite materials by neutron resonance transmission analysis (NRTA). We achieve the energy resolution of 2.3% for 5.19-eV neutrons 1.8 m downstream of the LDNS. This leads to the analysis of elements and isotopes within sub-
s times and allows for high-speed nondestructive inspection.
中村 浩隆*; Chrisman, B.*; 谷本 壮*; Borghesi, M.*; 近藤 公伯; 中堤 基彰*; 乗松 孝好*; 反保 元伸; 田中 和夫*; 薮内 俊毅*; et al.
Physical Review Letters, 102(4), p.045009_1 - 045009_4, 2009/01
被引用回数：23 パーセンタイル：73.4(Physics, Multidisciplinary)コーンターゲットと超高強度レーザーの相互作用に関し、コーン中のフォーカス位置を変えて観測した。コーン先端に集光した場合は発生電子の温度は高々1MeV程度だったが、コーン先端からわずかにずらして集光することで10MeV以上の高温電子の発生が認められた。効率の良い加熱はコーン先端に設けたプラスチックワイヤーからの中性子発生によっても確かめられた。
中村 浩隆*; 千徳 靖彦*; 松岡 健史*; 近藤 公伯; 中堤 基彰*; 乗松 孝好*; 白神 宏之*; 田中 和夫*; 兒玉 了祐*
Physical Review Letters, 100(16), p.165001_1 - 165001_4, 2008/04
被引用回数：15 パーセンタイル：64.38(Physics, Multidisciplinary)シリンドリカルに爆縮するプラズマの過熱についてレポートする。シリンダー状に爆縮したプラズマは長尺であることから
R値を大きく稼ぐことができ、高速点火実験において効率のよい加熱のデモンストレーションになる。実験で評価された結合効率は14-21%であった。
上島 豊; 千徳 靖彦*; 岸本 泰明
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 455(1), p.181 - 184, 2000/11
被引用回数：17 パーセンタイル：72(Instruments & Instrumentation)超高強度極短パルスレーザーの実現により、その極めて高い電磁場と固体密度物質との非線形相互作用過程から、高線量のイオンを発生することができる可能性がある。レーザー遮断密度以上のプラズマ(薄膜)における陽子やイオン加速について2D3V-PIC(Particle in Cell)シミュレーションで調べた結果、イオンの加速状態や効率し、レーザー強度だけでなく、レーザーのバルス形状や薄膜の形状や構成物質の違いにより大きく変化することがわかった。水素単層のターゲットに400TW級レーザーを照射した場合、イオンは、加速されるものの四方に飛び散り、加速イオンの数も少ないものであった。しかし、アルミニュウムの薄膜の裏面に水素をコーティングした凸型の二重層薄膜を照射すれば、水素はほぼ全量前方に加速され100MeV程度のエネルギーに達することを見いだした。
上島 豊; 千徳 靖彦*; 岸本 泰明
Proceedings of 4th International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications (SNA 2000) (CD-ROM), 10 Pages, 2000/00
相対論的高強度短パルスレーザーの実現により、その極めて強い電磁場とプラズマの電子との非線形相互作用過程から、高線量のX線やイオンを発生することができるようになった。原子過程から発生するX線とは異なり、自由電子の振動から発生するX線は、その振動時間がレーザーのパルス時間程度なので非常に短パルスである。また、レーザー遮断密度以上のプラズマ(薄膜)における陽子やイオン加速について2D3V-PIC (Particle in Cell) シミュレーションで調べた。いくつかのシミュレーションの結果、イオンの加速状態や効率は、レーザー強度だけでなく、薄膜の形状や構成物質の違いにより大きく変化することがわかった。例えば、アルミニウムの薄膜の裏面に水素をコーティングした凸型の二重層薄膜を400TW級レーザーで照射すれば、100MeV程度のイオンが発生することを見いだした。
余語 覚文*; Mirfayzi, S. R.*; 有川 安信*; 安部 勇輝*; 岩本 晃史*; 早川 岳人*; 小泉 光生; Golovin, D.*; 森 隆人*; Lan, Z.*; et al.
no journal, ,
大阪大学のLFEXレーザー施設において、大強度レーザーを用いたパルス中性子源(LDNS)の開発およびそれを利用した応用研究を進めている。レーザーは、パルス巾が1.5psで、最大出力は、1kJ(1.5
10
Wcmである。開発した中性子源は1cm程度の大きさで、数十マイクロメータに収束したレーザーをターゲットに照射し、それによって生成したMeVもの高速イオン(水素や重水素粒子)を直径5mmのベリリウムに当てて、核反応により中性子を生成するものである。中性子の生成量は、1ショットあたり10
で、この生成量は、入射エネルギーの4乗で増加することが分かった。さらに、生成した中性子を数cmの大きさのモデレータで減速させ、離れた位置に設置した中性子検出器により、中性子発生から検出までの飛行時間を測定するTOF測定を行った。試料を透過させて中性子の減衰を調べる実験を行った結果、核反応の共鳴による減衰の観測に成功した。
