【社会】強力なレーザーを使ってエネルギーがそろった純度100％の陽子ビーム発生に成功、量研など [千尋★]

千尋 ★

強力なレーザーを使ってエネルギーがそろった純度100％の陽子ビーム発生に成功レーザー駆動陽子ビーム加速器の実現へ向けて大きく前進

国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構（理事長平野俊夫。以下「量研」）
量子ビーム科学部門関西光科学研究所（以下「関西研」）の
福田祐仁上席研究員と東京大学の神野智史助教（現日本原子力研究開発機構）を中心とする、
神戸大学、京都大学、名古屋大学との共同研究グループは、
水素クラスター１）と呼ばれる大きさがマイクロメートル（1リメートルの1000分の1）程度の球状の
固体水素に超高強度のレーザーを照射することによって、メガ電子ボルト２）という
高いエネルギー領域でエネルギーが揃った、純度100％の陽子ビーム（以下、レーザー駆動陽子ビームと呼ぶ）を
繰り返し発生させることに成功しました。

これまでの金属やプラスチックの薄膜ターゲットを用いたレーザー駆動陽子ビーム発生研究では、ターゲット表面に付着している
不純物に由来する炭素イオンや酸素イオンもレーザー照射によって同時に発生するため、
陽子のみを選択的に繰り返して発生させることが大きな課題でした。
今回、陽子ビームの元となる水素そのもので作られた水素クラスターをターゲットとして用いることにより、
純度100％のメガ電子ボルトの陽子ビームを繰り返して発生させることに成功しました。
また、水素クラスターの大きさを直径約0.3マイクロメートル程度にそろえることで、
エネルギー変動を約11％に抑えた陽子ビームを発生させることができるようになりました。

本研究成果は、レーザー駆動陽子ビーム加速器の実現に向けて不可欠な要素となる、
高純度で高いエネルギー安定性を持つ陽子ビームの発生を可能にする基盤技術となります。
今後、従来の加速器で発生する陽子ビームのパルス幅（バンチ長）３）に比べて1000分の1以上短いという特長を活かして、
これまで未知だった放射線による材料損傷の瞬間を捉えて分析することにより、材料劣化のメカニズムを解明し、
放射線の影響が強い宇宙や原子力環境に耐えうる新材料開発などに貢献することが期待されます。

以下ソース
https://www.kobe-u.ac.jp/research_at_kobe/NEWS/news/2022_10_12_01.html