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錦野 将元; 石野 雅彦; Faenov, A.*; 田中 桃子; 長谷川 登; Pikuz, T.; Inogamov, N. A.*; 海堀 岳史; 河内 哲哉
no journal, ,
高輝度・高空間コヒーレント、ピコ秒のパルス幅を持つレーザープラズマ軟X線レーザーを用いた応用研究に関して講演を行う。アルミニウムや金等の金属表面に軟X線レーザーを照射し、X線レーザーアブレーションによって生成される表面微細構造研究を展開している。原子番号の違いによる軟X線レーザーアブレーション生成の違いや表面に生成されたナノメートルスケールの微細構造やその生成について述べる。また、同様に軟X線レーザーを生物細胞に照射したときに生成する放射線生物影響についても述べる。
鈴木 将之*; 桐山 博光; 大東 出; 岡田 大; 越智 義浩; 佐藤 方俊*; 吉井 健裕*; 玉置 善紀*; 前田 純也*; 松岡 伸一*; et al.
no journal, ,
超高強度レーザーを物質に集光した際に生成するレーザー励起粒子線や、高出力THz波生成の励起源開発のために高時間コントラスト化が見込めるOPCPAを前段増幅器に用い、高繰り返し動作可能なLD励起Yb:YAG薄膜ディスクを主増幅器に用いた、これまでに現存しないハイブリッドレーザーシステムの開発を行った。発振器からのフェムト秒レーザーパルスはパルス伸長器でパルス幅1nsまで伸長される。その後、波長532nmのレーザーを励起光とした3個のBBOで構成されるOPCPAを用いて、エネルギー3.8mJまで増幅した。さらにこのレーザーパルスは、波長940nmのLDを励起源としたYb:YAG薄膜セラミックディスク増幅器にて出力130mJまでの増幅に成功した。この増幅されたレーザーパルスはパルス圧縮器でパルス幅450fs程度まで圧縮し、クロスコリレーターを用いて時間的コントラスト計測を行った結果、増幅光の150ps直前において約9桁の時間コントラストを達成した。これはYb:YAGを用いたレーザーにおいて世界最高の値である。
寺田 隆哉; 西村 昭彦; 岡 潔
no journal, ,
長期連続運転が求められるプラントの熱交換器伝熱管では種々の使用条件から表面が腐食し損傷が生じる。これらの損傷は重大事故を引き起こす要因であり、保守保全が重要である。原子力機構では、高速増殖炉熱交換器の1インチ伝熱管に挿入可能な伝熱管検査補修システムを開発した。このシステムは渦電流探傷装置(ECT),複合型光ファイバスコープ,レーザー加工ヘッド,カップリング装置,300Wファイバレーザーで構成されている。微小亀裂をECTで発見し、複合型光ファイバスコープにより観察しながら正確な溶接補修が可能である。現在、新たな技術開発として配管減肉が生じた伝熱管を補修するレーザー肉盛り溶接技術開発に取り組んでいる。新たに溶接用ワイヤを送給し、母材とワイヤを溶融させて肉盛り溶接を行うため、従来システムより熱量が必要になる。2kWファイバレーザーを用いた基礎試験の結果、溶接品質は十分であるが、ヒュームの大量発生,母材の変形,装置が大型であることが問題点と判明した。これらの結果を踏まえ、専用レーザー加工ヘッドの設計や補助熱源の併用によるレーザー出力の抑制に取り組んでいる。
山川 考一
no journal, ,
OPCPA用励起光源として、イッテルビウム(Yb)添加YLFレーザーシステムのさらなる高エネルギー化を目指したYb:YLF再生増幅システムの開発を行い、最大107mJの出力エネルギーが得られた。われわれが知る限りこのシステムは世界最高の出力エネルギーを誇るYb添加再生増幅システムである。
余語 覚文; 大道 博行; 森 道昭; 桐山 博光; Bulanov, S. V.; Bolton, P.; 匂坂 明人; 大石 祐嗣*; 藤井 隆*; 根本 孝七*; et al.
no journal, ,
本講演は、発表者らが平成23年5月25日に受賞したレーザー学会業績賞(論文賞)に関する受賞記念講演である。レーザー背景光を含めた時間波形の制御されたレーザーパルスによるイオン加速に関する成果と、レーザー駆動陽子線の利用研究に関する最新の成果について発表する。
長谷川 登; 錦野 将元; 海堀 岳史; 河内 哲哉; 山極 満; 山本 稔*; 富田 卓朗*; 南 康夫*; 武井 亮太*; 末元 徹
no journal, ,
われわれは、フェムト秒レーザー照射によるレーザーアブレーションの初期過程の解明のために、プラズマ軟X線レーザー(波長13.9nm,パルス幅7ps)をプローブ光源として、金属表面の過渡的な変化の観測を行っている。今回、軟X線と赤外レーザーからFiducial光を作成しX線ストリークカメラでパルス間隔を常時モニターすることによって時間同期の精度を改善し、プラチナ表面での軟X線反射率変化を数ピコ秒以内の時間精度で観測を行うことに成功した。これにより、照射強度が1J/cm
以上の領域では10ピコ秒以内に反射率が消失することに対して、1J/cm以下の領域では比較的穏やかに(40ps以上)反射率が低下することを明らかにした。
榊 泰直; 金崎 真聡; 福田 祐仁; 西内 満美子; 余語 覚文; 神野 智史; 片桐 政樹*; 仁井田 浩二*
no journal, ,
原子力機構では、コンパクトな高エネルギー粒子源の開発を目指しレーザー駆動型粒子線源の開発を行っている。レーザー駆動型粒子線の計測では、レーザーが物質に照射されて生じるプラズマ状態から発生する、電子線やX線などのさまざまな放射線の影響があるために、電子に感度がないCR39などの固体飛跡検出器が一般的に使われている。そのため、レーザー光とイオン発生に関する計測は実時間性のないCR39の解析を、パラメータごとに大量に行わねばならず、そのことがデータ解析の進捗を妨げることが多いのが現状である。そこで、数十MeVのオンライン計測を狙い、原子力機構が開発した中性子検出用の蛍光体ZnS:Agと、そのデータ解析にモンテカルロ型粒子輸送計算(PHITS)コードを利用した、オンライン型の高精度トムソンスペクトロメーターを開発する手法を確立したので報告する。
金崎 真聡; 福田 祐仁; 榊 泰直; 余語 覚文; 神野 智史; 西内 満美子; 小倉 浩一; 近藤 公伯; 小田 啓二*; 山内 知也*
no journal, ,
レーザー駆動粒子加速実験において、イオン計測には主としてCR-39飛跡検出器が用いられている。CR-39はレーザー駆動粒子加速実験のような混成場において電子線やX線には感度を示さず、イオンのみを選択的に検出することが可能である。また、化学エッチング処理によって現れたエッチピットの空間分布からビームプロファイルを求めることができるだけではなく、個々のエッチピットの成長挙動を詳細に解析することで、その核種やエネルギーを精度良く求めることも可能である。本研究では、多段階エッチング法によって求められたエッチピットの成長曲線を解析することで、数十MeV級のレーザー駆動陽子線の最大エネルギーを従来よりも10倍程度高い精度で決定した。
福田 祐仁
no journal, ,
われわれは、クラスターターゲットを用いることで、従来手法よりも約10倍高いエネルギーにまでイオンを加速することができる革新的なイオン加速手法の実証実験に成功した。この手法の発見により、市販のレーザー装置を用いた「レーザー加速器」開発研究が大きく前進することとなった。最近、実証実験に用いたレーザーよりもさらに高いエネルギーを有するJ-KARENレーザーシステム(エネルギー1J,パルス幅40fs)を用いて同様の実験を行い、核子あたり50MeVのイオン加速を達成した。現在、われわれは、クラスターターゲットを用いて、医療応用可能な80-200MeVのイオン加速の実現を目指した研究に取り組んでいる。このために、クラスターターゲット状態評価、リアルタイム性を有するイオン検出器やプラズマ中の電磁場観察装置の開発、レーザー装置の高度化と自動制御などの研究を進めている。
越智 義浩; 岡田 大; 永島 圭介; 小菅 淳; 田中 桃子; 桐山 博光; 森 道昭; 吉田 芙美子; Kong, W.*; 平等 拓範*
no journal, ,
原子力機構・関西光科学研究所において、高出力THz波発生のためのドライバーレーザーとしてYb:YAG(室温)を増幅デバイスとした波長1030nmのCPAレーザーシステム開発を進めている。目標性能は1kHz繰り返し、出力100mJ、パルス幅1psである。増幅段は薄膜ディスクによる再生増幅とマルチパス増幅の2段構成とし、再生増幅部では出力15mJ以上を目標としている。現在までに励起パワー150W(励起強度:2.4kW/cm)に対して出力パルスエネルギー約10mJが得られており、高出力, 高安定化へ向けた調整を進めている。講演では、詳細なシステム構成及び特性について報告する。