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論文

High energy ions and nuclear fusion in laser-cluster interaction

岸本 泰明; 正木 知宏*; 田島 俊樹*

Physics of Plasmas, 9(2), p.589 - 601, 2002/02

 被引用回数:79 パーセンタイル:7.24(Physics, Fluids & Plasmas)

高強度極短パルスレーザーと微細な固体粒状物質の集合体であるクラスター媒質との相互作用の基礎的物理過程を理論及びシミュレーションにより解析している。レーザークラスター相互作用は、通例の固体やプラズマとの相互作用と本質的に異なり、横方向の分極作用が起因となり、レーザー伝播や吸収過程に特異な現象を作り出すことが示されている。本相互作用を重水素クラスターに適用することにより、高エネルギー重水素イオンを多量に発生させ、重水素核融合及びそれに伴う多量の中性子発生が可能であることを指摘している。2次元の粒子シミュレーションにより相互作用を最適化し、10$$^{12}$$個/cm$$^{2}$$・secに及ぶ中性子発生が期待でき、将来の中性子源としての可能性を指摘している。

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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