Short wavelength X-ray emission generated by high intensity laser irradiation on Xe clusters

森林 健悟

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 205, p.346 - 349, 2003/05

https://doi.org/10.1016/S0168-583X(02)01990-0

高強度レーザーをゼノンやクリプトンクラスターに照射すると、高温高密度状態が発生し、電子衝突電離過程により多価イオン及びその内殻励起状態,多重内殻励起状態が生成され、短波長X線が発生することが観測されている。ここでは、高強度レーザーをゼノンクラスターに照射したときの多価イオン生成過程、及びX線発生過程に関するシミュレーション研究を行った。電子密度を10/cm510/cm,電子温度を140keVとして、X線発生量の密度・温度依存性を調べた。その結果、10cm以上の密度,5keV以上の温度のとき、実験で観測されているようにXeという高電荷イオンからのX線発生量が大きくなることがわかった。また、イオンの電荷が大きくなるにつれて、電子衝突電離断面積が小さくなり、それに伴って内殻励起状態の寿命が長くなり、その結果、X線量が増えることを明らかにした。X線量から評価した密度は、プラズマシミュレーションで算出される値よりも非常に大きい。今後、さらに、原子過程モデルを高精度にするために、電子衝突励起過程など他の高速原子過程を考慮する必要がある。