In a series of experiments performed with laser-irradiated planar targets at the PALS laser facility, the generation of suprathermal electrons has been studied at conditions relevant for the development of a shock ignition approach to inertial confinement fusion. A simultaneous application of high-collection-efficiency K-shell imaging with high resolution x-ray spectroscopy offers a novel approach to hot electron diagnosis at non-coated or moderately coated, medium-atomic-number targets, where the contribution of suprathermal-electron-generated, frequency-shifted Kα emission from highly ionized atoms cannot be neglected. Based on experimental data provided by these combined techniques and their interpretation via collisional-radiative atomic codes and Monte Carlo modeling of hot electron energy deposition in heated Cu targets, the fraction of the energy converted to hot electrons at laser intensities ≈1016 W cm−2 was measured to be at the level of 0.1–0.8%. The higher values of conversion efficiency found for frequency tripled radiation support a theoretical conjecture of enhanced laser energy absorption by a resonance mechanism and its transport to a flow of fast electrons.
PALSレーザー施設においてレーザー照射された平面ターゲットを用いた一連の実験で、衝撃波点火方式の慣性核融合の開発に関連する条件下での超熱電子の生成が研究された。高集光効率のK殻イメージングと高分解能X線分光法を併用することは、非コーティングまたは中程度にコーティングされた中原子番号ターゲットにおいて、高電離原子からの超熱電子生成による周波数シフトしたKα放射の寄与を無視できない場合の、新規な超熱電子診断法を提供する。これらの複合技術によって得られた実験データと、衝突放射コードおよび加熱されたCuターゲットにおける超熱電子エネルギー沈着のモンテカルロモデリングによる解釈に基づき、レーザー強度≈10¹⁶ W cm⁻²において超熱電子に変換されるエネルギーの割合は0.1〜0.8%のレベルであると測定された。周波数3倍の放射で見られたより高い変換効率は、共鳴機構によるレーザーエネルギー吸収の増強と、高速電子流へのエネルギー輸送に関する理論的推測を支持するものである。