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論文

Status and future developments of ultrahigh intensity lasers at JAERI

山川 考一; 赤羽 温; 青山 誠; 福田 祐仁; 井上 典洋*; Ma, J.; 上田 英樹

AIP Conference Proceedings 611, p.385 - 396, 2002/00

近年、小型で繰り返し動作が可能な極短パルス・超高強度レーザーが注目されている。これらのレーザーは出力エネルギーは小さいが、ピーク出力がテラワット級にも達する。テーブル・トップ(Table-top)サイズのレーザーでテラワット(Terawatt)級の出力が得られるため、これらのレーザーは一般にT$$_{3}$$(Tキューブ)レーザーと総称される。われわれ原研光量子科学研究センターでは、高強度光科学と呼ばれる新しい光量子科学分野におけるさまざまな基礎・応用研究を目的に、極短パルス・超高強度T$$_{3}$$レーザーの開発を進めている。ここでは、既に開発に成功したピーク出力100TW,パルス幅19fs,繰り返し数10Hzのチタンサファイアレーザーシステムを中心に、本T$$_{3}$$レーザー開発において最も重要となる極短パルス(パルス幅~10fs)レーザー光の発生とその増幅過程におけるレーザー制御技術及び位相,コントラスト,波面等のレーザー特性を計測する技術について紹介する。また、現在進めている高強度レーザーを用いた希ガス原子の光イオン化研究の現状とレーザーイオン加速を初めとするさまざまな応用研究について簡単に紹介するとともに、さらなるピーク出力の向上によるペタワット級レーザー開発研究の将来について述べる。

論文

Laser-cluster interaction for nuclear fusion

岸本 泰明; 正木 知宏*; 田島 俊樹*

AIP Conference Proceedings 611, p.264 - 275, 2002/00

高パワーレーザーを用いたレーザー・クラスター相互作用によって重水素核融合反応を起こさせ、それによる中性子発生を評価する理論及び粒子シミュレーションについての報告を行う。クラスター媒質は通例の気体・プラズマと異なりさまざまの顕著な特性を有しているが、中でも高パワーレーザーとの相互作用においては数10フェムト秒の極めて短い時間の間に大きなエネルギーを吸収する特性を有しており、重水素クラスターにおいてイオンのクーロン爆発を起こさせることができる。これによる重水素核融合の反応率は1ショットあたり、10$$^{10}$$コに及ぶことが可能であり、核融合炉第一壁の中性子損傷等のテスト用の中性子源に採用できる可能性がある。2次元及び3次元の粒子シミュレーションにおいて、このようなクラスターによる中性子発生の有効性が示されている。

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