In high-energy-density physics, including inertial fusion energy using high-power lasers, doping tracer atoms and deuteration of target materials play an important role in diagnosis. For example, a low-concentration Cu dopant acts as an x-ray source for electron temperature detection while a deuterium dopant acts as a neutron source for fusion reaction detection. However, the simultaneous achievement of Cu doping, a deuterated polymer, mechanical toughness and chemical robustness during the fabrication process is not so simple. In this study, we report the successful fabrication of a Cu-doped deuterated target. The obtained samples were characterized by inductively coupled plasma optical emission spectrometry, differential scanning calorimetry and Fourier transform infrared spectroscopy. Simultaneous measurements of Cu K-shell x-ray emission and beam fusion neutrons were demonstrated using a petawatt laser at Osaka University.
高エネルギー密度物理において、高出力レーザーを用いた慣性核融合エネルギーを含む研究では、トレーサー原子のドーピングとターゲット材料の重水素化が診断において重要な役割を果たす。例えば、低濃度のCuドーパントは電子温度測定のためのX線源として機能し、重水素ドーパントは核融合反応検出のための中性子源として機能する。しかしながら、Cuドーピング、重水素化ポリマー、機械的強度、および作製プロセス中の化学的堅牢性を同時に達成することは容易ではない。本研究では、Cuドープ重水素化ターゲットの作製に成功したことを報告する。得られた試料は、誘導結合プラズマ発光分光分析、示差走査熱量測定、フーリエ変換赤外分光法によって特性評価された。大阪大学のペタワットレーザーを用いて、Cu K殻X線放出とビーム核融合中性子の同時測定が実証された。