レーザーと慣性核融合

運動論的効果に着目した核融合燃焼プラズマ形成・発展の物理解明と学理構築

代表 奥田 直樹レーザー科学研究所

本研究は、レーザー核融合燃焼プラズマを対象とし、エネルギー輸送過程における非熱平衡粒子群の寄与（運動論的効果）を理論的に解明する。近年のレーザー核融合研究は燃焼段階へ進展しているが、従来評価ではプラズマが熱平衡状態にあるという仮定に基づいた記述が主流であった。核反応で生じる高エネルギーヘリウム核が低エネルギー粒子へとエネルギーを配分する過程を微視的に記述すると、加熱特性や輸送現象に本質的な修正が生じると考えられる。本研究では、大規模数値計算により、これら非熱的粒子群が燃焼ダイナミクスに与える影響を定量化し、理論モデル化することで、燃焼プラズマの発展における新たな物理基盤の構築を目指す。

微細構造を有するコーンと高コントラストレーザーによる核融合プラズマ加熱の実証

代表 瀧澤 龍之介レーザー科学研究所

2022年に達成されたレーザー核融合点火を契機に、高速点火レーザー核融合への期待が一段と高まっている。点火を阻害する主因は加熱効率の低さであり、加熱と圧縮を分離する高速点火方式では、電子ビームと燃料の衝突を利用した効率的なエネルギー付与が重要となる。本研究は、高コントラスト加熱レーザー＋コーン形状ターゲットによる電子ビーム収束効果と、構造体ターゲットによるレーザーエネルギー吸収率向上を組み合わせ、レーザーエネルギーから燃料への加熱効率をさらに高めることで、高速点火レーザー核融合を実用化に近づけることを目指す。これにより将来の核融合発電実現への道が大きく拓かれると期待される。

Novel Hybrid Fast Ignition approach using Plasma Mirror-boosted PW laser pulses.

代表 Morace Alessioレーザー科学研究所

Develop and manufacture DEPM for LFEX laser. Demonstrate enhanced focusing and extreme intensity during LFEX laser experiment on simple foils targets. Conduct a fully integrated Fast Ignition experiment with extreme intensity LFEX to achieve ignition temperature

超高解像度中性子計測器によるレーザー核融合プラズマの爆轟的核燃焼の研究

代表 有川 安信レーザー科学研究所

レーザー核融合の燃焼効率をおよそ100%まで高効率化できる可能性を提案する。従来のレーザー核融合設計よりもさらに4倍程度超高密度まで圧縮した燃焼で核融合を起こすと新たな反応が起こることを予言した。これが事実ならばこれまで今の1/1000のエネルギーのレーザーで、核融合でエネルギー発生ができるようになる。その核融合全体は簡単には実現できないが、大阪大学レーザー科学研究所で模擬実験で原理実証を行う。本研究で開発する世界最高性能（超高分解能）中性子計測器で、それを観測することで、予言した原理が正しいことを証明する。その将来にはその高効率レーザー核融合を実現させるステップへ進む。

超高強度レーザーを用いた超短パルス点中性子源の開発と高密度プラズマ診断への応用

代表 安部 勇輝工学研究科

本研究では，中性子ラジオグラフィによる高解像度・高時間分解画像診断を可能にするべく，高出力短パルスレーザーを用いた超短パルス点中性子源の開発，及びその応用技術の確立に挑む．特に，研究代表者らがこれまでに開発してきたレーザーの一方向照射による「爆縮不要の慣性核融合方式」をさらに発展させることで，ピコ秒・ミクロスケールの高輝度「点」中性子源の生成を実証する．また，中性子線の連続供給までを見据えた中性子発生原理の最適化，ターゲット・計測技術の改良を重ねることで，高輝度かつ実用的な短パルス点中性子源の実現を目指す．

高速点火レーザー核融合に向けた高輝度集束電子ビーム生成手法の確立

代表 羽原 英明工学研究科

高速点火レーザー核融合の実用化には、高速電子による燃料コアへの加熱効率の向上が必須である。キロジュール級高出力ペタワットレーザーで生成する高速電子ビームは、通常広い発散角を持つため、生成後の電子ビームに対し外部デバイスによる磁場を用いたビーム制御を行い加熱効率の向上が試みられている。本研究では、レーザーだけを用い、高密度プラズマ中への低密度プラズマチャンネル（レーザー導波路）形成と、その内部の密度分布制御により、生成過程で発散角の小さい高集束相対論電子ビームを生成する手法の確立を行う。

超高速2次元X線計測によるレーザー核融合加熱伝搬ダイナミクスの解明

代表 白神 宏之レーザー科学研究所

近年レーザー核融合研究は大きく進展し、我が国では大阪大学レーザー科学研究所を中心に高速点火方式核融合の研究を進めている。高速点火では高密度燃料プラズマにパルス幅10～30ピコ秒の高強度レーザーを照射し燃料を加熱する。加熱の物理機構は3種の過程が理論的に予測されているが、そのような短い時間内の現象の計測は時間分解能と感度の限界のため実現していない。新たに1ピコ秒の時間分解能を有するEOポリマー検出器と画像サンプリング技術を応用し、これまで不可能であったピコ秒の分解能を持つ高感度X線画像計測装置を開発し、加熱ダイナミクスの超高速計測により加熱機構を解析し高速点火核融合の加熱の設計を高度化する。

Microscale radiography of hydrodynamic instabilities mitigation in magnetized high-density laser plasmas

代表 Pikuz Tatiana先導的学際研究機構

Project is aiming by means of x-ray radiography with XFEL probe and LiF detector with unprecedented spatial resolution of 1 micron and large field of view grater of 1 mm (i) to verify the complex models of Rayleigh-Tailor instabilities development in magnetized mixing and turbulent phase, in particular, to study the phenomena of the Kelvin-Helmholtz instabilities suppression; (ii) to measure, recently predicted by simulations, the magnetically introduced anisotropy of RTI-associated turbulence power spectra with resolution down to Kolmogorov microscale level.

ナノワイヤーアレイを活用した超高エネルギー密度状態生成の高効率化に関する研究

代表 田中 大裕工学研究科

ナノワイヤーアレイは、超高温・超高密度状態である超高エネルギー密度状態の生成源として近年注目されている。一方でナノワイヤーアレイ中でのエネルギーの吸収や輸送はいまだ不明な点が多かった。本研究では、理化学研究所の保有するX線自由電子レーザーSACLAを活用した計測により、直接形成された超高エネルギー密度状態を捉えそのエネルギー吸収・輸送機構を明らかにする。さらに、解明したメカニズムをもととして、超高エネルギー密度状態生成に関するナノワイヤーアレイの空間スペックやレーザーの諸条件などの最適化も併せて実施する。また、実験に必要な高品質ナノワイヤーアレイの開発・作成も行う。

多変量解析アプローチによるレーザー光からプラズマへのエネルギー変換特性の理解深化

代表 高木 悠司レーザー科学研究所

レーザー強度が10^15 W/cm^2程度のレーザーと低密度プラズマとの相互作用では，誘導ラマン散乱等の運動論的過程により非熱的高速電子が発生する．発生した高速電子群は高密度プラズマ内にエネルギーを輸送し，衝撃波等のプラズマの流体現象に影響を与える．運動論的コードを用いたレーザープラズマシミュレーションを行い，得られたデータから多変量解析手法等を用いて発生高速電子の特性を解析し，高速電子群をモデル化する．これを流体コードに組み入れることで，運動論的影響を考慮した流体シミュレーションを可能とする．流体と運動論モデルとの中間的な領域でのレーザーからプラズマへのエネルギー変換過程の理解深化を目指す．

高強度レーザー照射下の非熱的エネルギーカスケードを伴うプラズマ発展の解明

代表 岩田 夏弥レーザー科学研究所

高強度レーザー光を固体に照射することで、圧力1億気圧級のプラズマが生成され、高エネルギーイオンが発生する。加速されるイオンのエネルギーや空間分布には、プラズマ中の電子集団の運動が励起する電磁場構造の履歴が反映される。長時間の光照射下では、プラズマ全体の運動によって光吸収面の構造や物質内部でのエネルギー輸送が変化していくが、このような集団応答を含めたプラズマの発展は十分理解されていない。本研究は、高強度光から高速イオンへのエネルギー変換過程について、開放系集団現象としての性質に着目し理論モデルを構築することを目的とする。レーザー駆動粒子加速などの応用に基礎理論として貢献することが期待される。

近相対論レーザープラズマ相互作用の運動論を考慮した放射流体シミュレーション

代表 長友 英夫レーザー科学研究所

レーザープラズマのシミュレーション手法は、プラズマを連続体と近似した流体方程式を基礎方程式とする手法と、電子・イオンの粒子運動を考える運動論的手法に大別できる。放射流体シミュレーションに運動論効果モデルを導入することによって近相対論LPI領域の数値解析を向上させる。高速電子の発生源を運動論に基づくシミュレーションによって物理的特性を分類し、高速電子発生モデルを構築する。また、流体シミュレーション手法と親和性の良いフォッカー・プランク方程式を基にした簡易的な高速電子輸送解法を新たに開発することによって近相対論LPIを伴う領域を含むプラズマの流体シミュレーションを一貫して行えるようにする。

ホイッスラー波の特性を生かした新奇なイオン加熱機構の解明とその応用展開

代表 佐野 孝好レーザー科学研究所

レーザーなどの電磁波を用いて高密度プラズマ中のイオンを高温に加熱することは、核融合研究などの実験室プラズマにおいて非常に重要かつ困難な課題である。本研究では、臨界密度のないホイッスラー波の伝播特性を利用し、新奇なイオン加熱機構を提唱する。この機構では、定在ホイッスラー波が崩壊することで、レーザーの振動周期程度の極短時間のうちに電磁波からイオンにエネルギーが直接変換される。本研究では、この革新的なイオン加熱機構の実現性を理論的に精査すると同時に、新しい核融合方式の可能性を模索する。このプラズマ加熱機構は幅広い分野の応用研究に展開できると期待している。

高強度レーザー光のエネルギー注入下でのプラズマ構造形成過程と粒子加速機構の解明

代表 岩田 夏弥高等共創研究院

近年のレーザー技術の発展により、圧力が100億気圧に及ぶ高強度の光をピコ秒を超える長時間にわたって物質に照射することが可能となり、従来の理論では説明できない高エネルギー粒子加速が観測されている。ピコ秒領域では、物質が光を吸収し高エネルギー密度のプラズマ状態となった後、光の注入下でプラズマ全体の構造が発展し、粒子加速に影響を及ぼすことが申請者らの研究により明らかになってきた。本研究では、ピコ秒領域での高エネルギー密度プラズマの構造形成と粒子加速を包括的に理解するための理論構築を行う。これにより新領域のプラズマ物理を開拓するとともに、高効率のレーザー駆動粒子加速など応用研究の発展にも貢献する。

レーザーによるGeV/u級イオン加速の原理実証に向けた核種弁別エネルギー計測法の開発

代表 安部 勇輝工学研究科

10 kT級トロイダル磁場による爆縮プラズマの熱流出抑制効果と核融合出力増大の検証

代表 安部 勇輝工学研究科

本研究は，中心点火方式レーザー核融合における高利得達成を目的とし，慣性閉じ込めに磁場閉じ込めを融合した「トロイダル磁場アシスト中心点火方式」の科学基盤を構築する．超高強度レーザーにより爆縮プラズマ中に10 kT級のトロイダル磁場を生成し，燃料の熱流出抑制とα粒子加熱促進によって核融合出力の向上を図る．本手法はプラズマの流体力学的不安定性に起因する爆縮非対称性の影響を低減し，核融合点火に求められるレーザーおよびターゲット要件を緩和することで，核融合炉実現の可能性を高める．

高利得レーザー核融合に向けたメゾスケール加熱物理の総合的理解

代表 千徳 靖彦レーザー科学研究所

レーザー核融合を実現するためには、固体密度の数百倍のプラズマを数億度まで加熱し、核融合反応を連鎖的に起こす必要がある。炎は酸化という化学反応であり、その温度は数千度しかない。本研究では、炎ではなく非常に強力なレーザー光を使ってプラズマを数億度へ加熱する。強い光が、どのようにプラズマに吸収され数億度という高温状態が如何に達成されるのか、その物理機構を明らかにする。そして核融合が起こる状態への最適な道筋を導き出す。

レーザーショック超高圧状態におけるメゾスケール物質構造の影響

代表 尾崎 典雅工学研究科

超高圧・超高ひずみ速度圧縮における物質極限状態に対して、バルク物質材料が有するマイクロメートルスケールまでのメゾスケール構造が及ぼす影響を、フェムト秒分解のX線プローブ計測・観察によって直接的に検討する。これまでの高圧物質科学やレーザー極限科学の研究では、メゾスケール物質構造の極限物質状態への影響はほとんど検討されてこなかった。高強度レーザー駆動の超高圧極限環境において、これらメゾ構造が物質のミクロとマクロにどのように影響しているかを、X線自由電子レーザー利用の超高速時間分解観察によって検討する。原子分子とマクロ材料を繋ぐ新しい領域で新たな知見の獲得や方法論の構築に寄与する。

超高密度水素・重水素プラズマ中での核融合燃焼波伝播に関する研究

代表 藤岡 慎介レーザー科学研究所

太陽は核融合エネルギーで燃えており、まさに地球は核融合エネルギーで育まれてきました。この究極の脱炭素エネルギーを地上で実現し活用しようという人類未到の挑戦の一つが、レーザー核融合です。私達は、レーザー核融合の中でも、高効率が期待されている高速点火方式を研究しています。本研究では、高速点火方式では革新的な核融合燃料形状である中実球を採用できることに着目し、中実球がレーザー核融合に必要な超高密度に圧縮できることを実証します。又、核融合反応によって発生したα粒子が高密度プラズマをどのように加熱するのかを調べることで、レーザー核融合によってエネルギーを取り出すために必要な条件を解明します。

ペタワットレーザーによるメガテスラ級極超高磁場生成の原理実証

代表 村上 匡且レーザー科学研究所

新たな物理コンセプト「マイクロチューブ爆縮」に基づき、これまで実験室で観測された最高磁場である1~2キロテスラよりも更に100~1000倍以上高い前人未踏のメガテスラ(MT)級の極超高磁場をペタワットレーザーを使った実験で実証すること である。

ペタワットレーザーによるメゾスケールプラズマの加熱物理の解明

代表 千徳 靖彦レーザー科学研究所

本申請研究では、最先端のプラズマシミュレーションコードを活用し、ペタワットレーザーが作り出すメゾスケールプラズマの形成過程の理論モデルを構築する。固体の加熱実験を行い、構築した理論を検証し高精度化する。太陽コアに匹敵する高密度・高活性プラズマを制御し、プラズマが内包する機能を効率的に引き出す指針を与える。それにより宇宙線のべき乗分布形成やkeV黒体輻射体など宇宙物理学、高速電子・高価数イオン・X線・ガンマ線などの複合量子線源の開発研究、核融合学に必要な中性子源開発など、高エネルギー密度科学の進展に貢献する。また、最先端の研究に大学院生・若手研究者を参加させ、次世代の研究者として育成する。

最先端レーザー光による物質加熱過程の解明を目指したPICLSコードの国際共同開発

代表 千徳 靖彦レーザー科学研究所

米国・ドイツ・フランス・日本の国際共同研究により、非平衡輻射プラズマ粒子シミュレーションコードPICLSを開発する。研究代表者と各テーマを担当する分担者が相手先機関に直接出向き研究することが、本プロジェクトの中核を成す活動である。そしてPICLSコード開発を加速度的に進める。PICLSコードを活用し、最先端の強い光が作り出す非平衡プラズマの物性研究を学術目的とし、イオン加速・核融合反応・X線輻射・強磁場生成などの機能を引き出す。さらに大学院生・若手研究者を育成することで、PICLSコードの開発・運用を中心にした持続可能な国際ネットワーク環境を整備していくことが本国際共同研究の目的である。

単発超高速多階層時間発展計測を用いた相対論的レーザープラズマ相互作用素過程の解明

代表 太田 雅人研究部

パルス幅がサブピコ秒の超短パルスレーザーは、その強度がある閾値を超えると、相対論的高強度レーザーと呼ばれる。この強度では、レーザー電磁場によって電子が直接加速される。この時、固体やガスにレーザーを集光して生成されるプラズマは、高エネルギー密度を有し、同時に、高強度の電磁場分布を形成する。これを利用し、レーザー慣性核融合や小型レーザープラズマ加速器等の応用研究が進められてきた。しかし、相対論的レーザープラズマ相互作用の詳細な物理に関しては、実験的に未解明な点が多く存在し続けている。そこで、本研究では、単発超高速多階層時間発展計測を用いた相対論的レーザープラズマ相互作用の素過程解明を目指す。

高強度レーザーとナノ構造標的の相互作用による新機能プラズマデバイス

代表 松井 隆太郎その他部局等

極短パルス超高パワーレーザーを物質（標的）に集光することで生成される極限的な高エネルギー密度プラズマは、急速に膨張・拡散し低エネルギー密度状態に緩和するため、応用の適用範囲は限られている。本研究は、レーザー波長程度の大きさの微細構造を能動的に付与した物質を駆使し、プラズマの膨張・拡散を制御し、高温高密度のバルクプラズマの生成とその長時間保持を実現する「新プラズマ局所閉じ込め方式のプラズマデバイス」を創造することを目的とする。そのために、数値シミュレーションによる標的構造体の設計、ナノ・材料工学先端技術による標的の作製、レーザー照射実験による高エネルギー密度プラズマの保持機能の検証を実施する。

キロテスラ級磁場下での高速点火レーザー核融合の点火燃焼特性の解明と高効率化

代表 城崎 知至先進理工系科学研究科(工)

高速点火方式レーザー核融合では超高密度に圧縮したDT核融合燃料端をレーザー加速電子ビームにより点火温度まで瞬時に加熱し、核融合点火を実現する。申請者らは高効率加熱のため外部から印加したキロテスラ級磁場により電子ビームを燃料コアまで誘導する磁場ガイド法を提唱し、実験によりその有用性を実証した。超強磁場下での点火・燃焼過程では、磁場に垂直方向の電子熱伝導や核反応生成α粒子の輸送が抑制される。本研究では、理論・数値計算により、超強磁場によるエネルギー輸送抑制下での点火条件や核燃焼特性を明らかにし、その特性を利用した磁場アシスト高速点火方式での高効率な核融合点火・燃焼モードを示すことを目的とする。

抵抗性磁場ガイドによる高速点火レーザー核融合の爆縮コア高効率加熱法の確立

代表 城崎 知至先進理工系科学研究科(工)

高密度圧縮した燃料コアプラズマを相対論的高エネルギー電子ビーム（REB）で点火温度まで加熱する高速点火方式レーザー核融合の最大の課題は、大きな発散角を持つREBにより如何に高効率に燃料コアを加熱できるかにある。応募者らは外部印加磁場によるREBガイド方法で≧5％の加熱効率を実現した。この実績と経験を踏まえ、本課題では、将来の核融合炉に直接つながり、且つ既存の外部磁場ガイド法を上回る高効率ガイド法として、抵抗性磁場ガイド法（抵抗率の異なる物質境界に生じる磁場でREBをコアまでガイドする）をシミュレーションと実験により、確立する。

高強度磁場で支配されるレーザー駆動の極限状態の生成と新機能の創出

代表 松井 隆太郎エネルギー科学研究科

本提案は、集光強度が10^20-22 W/cm^2 の高強度レーザーと物質との相互作用において、ナノ工学・リソグラフィー技術によるサブマイクロメートルオーダの比表面積の大きな微細構造を付与した物質を用いることで、圧力が数M～数10 Gbarの高エネルギー密度プラズマを生成するとともに、この過程で現出するTV/mオーダの強電場と kTオーダの強磁場を制御することでプラズマに自己組織化機能を発現できるとの着想に基づき、微細構造を適切に選択することで、慣性時間を超えてこれを長時間“閉じ込める”方法論を開拓することを目的とする。

レーザーと磁場の融合による高エネルギー密度プラズマの閉じ込めへの挑戦と応用

代表 岸本 泰明エネルギー科学研究科

本研究の概要は、ナノ工学と材料工学の融合技術によって作成したサブミクロンメートルサイズでデザインした微細構造を持つ媒質とフェムト秒オーダーで制御した極短パルス高強度レーザーの相互作用により、相対論的な電子とイオンおよび広帯域の電磁場が結合した高エネルギー密度状態のプラズマを生成するとともに、プラズマに備わった自己組織化機能を利用・制御することで慣性時間を超えてこれを長時間閉じ込めること、このプラズマを共通の研究プラットホームとして、陽子・ホウ素核融合反応をはじめとした応用研究を展開することである。

高品質ダイヤモンドカプセルの開発及び衝撃波点火レーザー核融合への適用

代表 川崎 昂輝エネルギー・環境領域

ダイヤモンドはレーザー核融合のカプセル材として有望視されている．レーザー核融合発電への応用を見据え，大量生産への適用が容易な熱フィラメント気相成長法による高品質なダイヤモンド燃料カプセル製作法を確立する．また，近年注目されている衝撃波点火レーザー核融合に関する研究を進める．衝撃波点火法ではレーザープラズマ相互作用により発生する高速電子の制御が重要な課題である．高速電子発生はプラズマ中の水素に依存するため，カプセル材（アブレータ）の水素成分により高速電子の制御を目指す．その際，多結晶ダイヤモンドは粒界に水素を含有できるため，ダイヤモンドカプセルにおいての水素成分の最適化も実施する．

核融合炉に燃料を高速安定供給するための燃料姿勢制御の研究

代表 古賀 麻由子工学研究科

様々な炉方式に対応可能な燃料の高速安定供給システムを開発することを最終目的として、燃料姿勢擾乱の原因究明と制御システムの構築を行う。 保護容器に入れられた燃料は、ガスもしくは電磁力により加速され、磁石で構成される減速部を通る際、慣性力によって保護容器から分離し、観測チャンバーまで飛んでいく。本研究では、燃料の飛行姿勢擾乱の原因を明らかにした後、磁場により飛行姿勢を能動的に制御することを試みる。さらに機械学習を用い、燃料飛行姿勢画像から磁場設定へフィードバックして姿勢制御する機構を構築することを試みる。

磁場閉じ込めプラズマ用３次元磁気流体コードMUSESの慣性核融合プラズマへの応用

代表 白戸 高志理学研究科

本研究では、磁場閉じ込めプラズマと慣性閉じ込めプラズマという対極の関係にあるプラズマ現象を、先進的な数値アルゴリズム開発を通じて、同一の数値モデルにより再現する。これにより、磁場閉じ込めプラズマにおいてはしばしば確認されている、自発的な対称性の破れという学術的に意義のある現象が、慣性閉じ込めプラズマにおいても観測可能であるか調査を行うことで、次世代のエネルギー源であるフュージョンエネルギーの早期実現に資する。

対向高速電子流と背景プラズマが織りなす構造形成とエネルギー緩和の解明

代表 森 芳孝光産業創成研究科

本研究では、学術的な問い「対向照射におけるプラズマ構造形成とエネルギー緩和過程を支配している物理量は何か?」を探求する。1、2年目に(1)サブジュール級レーザーとプローブ計測システム、および画像診断システムを用いて、低密度プラズマに対するプラズマ空洞形成と内部構造の解明を行う。(2)単発キロジュール級レーザー実験によるプラズマ加熱の解明は、1、2年目にX線分光ストリーク開発とチタンドープ重水素ポリスチレンターゲット開発を実施しツールを揃える。ショット頻度は、6ショット/年を想定しており、ピアレビューによる実験提案審査を仰ぐ。

レーザープラズマ加速陽子線の核スピン制御への挑戦

代表 浅井 孝文海事科学

ペタワットクラスの高強度レーザーと物質の相互作用を利用したレーザープラズマイオン加速は、小型加速器の開発や宇宙線加速メカニズムの解明など様々な分野に貢献することが期待されている。このような状況下、レーザープラズマ中にはキロテスラ級の強大な磁場が自己生成することが先行する理論・シミュレーション研究により示唆されている。本研究では、その強磁場がレーザー加速陽子線の核スピン偏極度に与える影響を実験的に明らかにすることを主目的とし、レーザープラズマ中磁場イメージング手法の開発を行う。

高強度レーザー照射グラフェンにおける異常イオン加速機構の解明

代表 KUMAR HARIHARA SUDHAN工学研究科

The interaction of a high intensity laser with an ultra-thin (few nm thin) graphene target generates extremely energetic ions. Ions with such high energies have not been observed before in any other materials and the mechanism behind this energetic ion generating property of graphene remains unknown even with the help of conventional electromagnetic (EM) simulations. Hence, a new simulation method is proposed where atomic physics is combined with the conventional EM simulation by numerical schemes. This new method is expected to clarify the mechanism of energetic ion generation from graphene.

高密度プラズマ中を伝搬するレーザー速度同期加速場での高エネルギーイオン加速の実証

代表 西内 満美子関西光量子科学研究所 光量子ビーム科学研究部

超高強度レーザーを固体ターゲットに照射することで、高エネルギーイオンが加速され、その類まれな特徴より医療応用を含む様々な応用分野から着目されて、世界各国において、加速されるイオンビームの良質化の研究が精力的におこなわれているが、加速されるイオンのエネルギーは、未だに医療応用に必要なエネルギー(陽子線で～200 MeV)には達していない。本研究においては、ドイツヘルムホルツ研究所にある有力な技術シーズと我々の新規アイデアを融合させることで、イオンエネルギーの飛躍的な向上を目指す。