高強度レーザーと高Z媒質の相互作用による高価数イオンの生成と加速(Ⅱ) 川人 大希, 岸本泰明, 森林健悟A, 福田祐仁A 京都大学大学院エネルギー科学研究科, 関西光科学研究所A 研究目的・課題 固体薄膜に高強度レーザーを入射する事によって, 高価数かつ高エネルギーの 金薄膜領域毎の電離率 1012 従来の重イオン加速器の小型化, 短寿命の原子核測定への応用が期待される ✔ ️ 多価イオン加速の解析には, これまでの 高Z薄膜 (金) 高エネルギー電子 ある電離状態を仮定したシミュレーショ ンモデルに加えて, 電離過程を記述する ionization rate (%) 多価イオンを生成, 加速する. ! 101 0.1 100 0.01 0.1μm 10-1 0.001 事が必要. 10-2 0.0001 00 高強度レーザー ✔️ PICコードに原子緩和過程を導入する事により, ! 多価イオン ⑦ ① …⑦ ⑧ 10 10 20 20 30 30 40 40 50 50 charge state ⑧ 60 60 ① 70 70 80 80 レーザーによるイオン加速と電離過程を同時に解析 解析結果 (厚さ0.8μmの金薄膜, レーザー強度I=1.0×1021 W/cm2) 電子軌道毎のイオンエネルギー分布 1010 62価(3p6軌道)までの電離が生じていた. ▪ ️ イオン価数の質量電荷比Q/Mにより, 最大価数状態のイオンが加速面を形成, ! 優先的にエネルギーを得る物理機構が明らかになった. ▪ ️ 固体裏面における局所的な場電離に要するエネルギー損失によって, ! 最大イオンエネルギーが10% 低下していた. 高Z媒質からの出力される多価イオン特有の加速特性 ion distribution ▪ ️ 固体裏面に形成されるシース電場により, 固体内部の電離状態52価から! 0.1 0.01 10-2 0.001 0.0001 10-4 1e-05 1e-06 10-6 1e-07 1e-08 10-8 0.0 0 6s2-4f14 4d10 4p6 4s2 3d10 3p6 0.4 0.8 1.2 400000 800000 1.2e+06 energy (MeV/u) 1.6 1.6e+06
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