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池上 将弘*; 中村 衆*; 岩下 芳久*; 白井 敏之*; 想田 光*; 田島 裕二郎*; 田辺 幹夫*; 頓宮 拓*; 伊東 宏之*; 新宅 宏基*; et al.
Physical Review Special Topics; Accelerators and Beams, 12(6), p.063501_1 - 063501_6, 2009/06
The dynamics of a MeV laser-produced proton beam affected by a radio frequency (rf) electric field has been studied. The proton beam was emitted normal to the rear surface of a thin polyimide target irradiated with an ultrashort pulsed laser with a power density of 4
10
W/cm
. The energy spread was estimated to be compressed to less than 11% at the full width at half maximum (FWHM) by an rf field. Focusing and defocusing effects of the transverse direction were also observed. These effects were analyzed and reproduced by Monte-Carlo simulations. The simulation results show that the transversely focused protons had a broad continuous spectrum, while the peaks in the proton spectrum were defocused. Based on this new information, we propose that a further improvement of the quality of laser produced protons is possible by utilizing a focal length difference between the continuous spectral protons and the protons included in the spectral peak.
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4
10
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。