報告書番号

H09012

タイトル（和文）

超高強度レーザーを用いたガスジェットターゲットからの高エネルギー粒子発生 - 電子エネルギー分布の実測定およびX線・陽電子生成に関するシミュレーション -

タイトル（英文）

Generation of High Energy Particles from Gasjet Target Irradiated by Ultra-Intense Laser Pulses -Experimental Measurement of Electron Energy Spectrum and Calculated Estimation of X-ray and Positron Generation-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

レーザープラズマを利用した高エネルギーの電子・Ｘ線発生は，高エネルギー，超短パルス，高空間分解能，コンパクト性，制御性に優れていることから，様々な診断・計測技術への適用が可能である．当所では，レーザー照射ターゲットとしてこれまで固体ターゲットを用いてきたが，近年，ガスターゲットでは固体よりもさらにエネルギーの高い電子発生が報告されており，これを用いることで，より診断に有用な高エネルギーＸ線の生成が可能と考えられる．また，数MeV以上の高エネルギーＸ線からは物質中の欠陥を高感度に検出できる陽電子も生成可能であり，新しいレーザー応用への展開が期待される．そこで今回,レーザープラズマＸ線源において，よりエネルギーの高いＸ線を生成するために，ガスターゲットを用いて生成電子の高エネルギー化を図ることを目的に研究を行った．ヘリウムガスに超高強度レーザー(1.3×10^18 W/cm2, 85 fs)を照射することで,10MeV以上の電子を生成することに成功した．またこの電子スペクトルを基に得られるγ線および陽電子のスペクトルを計算した．

概要 （英文）

Since high-energy particle generation using laser-plasma interaction has some advantages of high-energy, ultra short pulse, high spatial-resolution, compactness, and easy controlling, there are many potential applications to various fileds. Thus far, we have studied the high-energy particle generation, in which a thin film was used as a laser-irradiated target. Recently, some groups reported that electrons with more higher energies, which are expected to be converted into higher-energy x-rays and positrons, were generated using gas jet targets. Thus, here, Helium gas jet target was used and irradiated by ultra-intense laser pulses. The result shows higher-energy electrons (>10 MeV) compared with a reference data using a Cu film target were experimentally generated. And, using this experimental electron energy spectrum, x-ray and positron energy spectra were estimated by Geant4 code simulation.

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