レーザー駆動による量子ビーム加速器の開発と実証

研究課題

体系的番号	JPMJMI17A1
DOI	https://doi.org/10.52926/JPMJMI17A1
研究代表者	熊谷教孝科学技術振興機構/公益財団法人高輝度光科学研究センター, プログラムマネージャー/ 名誉フェロー（～2021年3月）佐野雄二自然科学研究機構, 分子科学研究所, プログラム・マネージャー
研究期間 (年度)	2017 – 2026 (予定)
概要	粒子加速器は学術、産業、医療等幅広い分野で利用されている。しかし、装置の巨大さと高額な建設費が、その利用普及を妨げる大きな一因となっている。本課題では、従来の加速技術と比べて加速勾配が数桁高いレーザープラズマ加速技術の開発・実用化により、粒子加速器の大幅な小型化と低価格化を達成することで、科学技術創造立国としの基盤技術として、以下の分野への社会実装を目的とする。小型電子加速器の実用化で放射光およびFEL利用の利便性を高め、基礎科学から応用までの幅広い研究および新材料や新薬の開発等産業利用で、強力な基盤装置として、学術・産業の発展に貢献。小型イオン加速器の実用化によって、粒子線がん治療器等医療用加速器の導入・運用コストを低減し、既存病院への導入を可能とすることで、高QoLで安価ながん治療等で健康寿命の延伸と医療費の抑制に大きく貢献。粒子加速用高安定・高出力小型レーザーの実用化により、新しい国産レーザーのレーザー世界市場への参入を可能し、さらに新たな応用市場へのレーザー製品の投入など、日本の産業の拡大発展に貢献。
研究領域	粒子加速器の革新的な小型化及び高エネルギー化につながるレーザープラズマ加速技術

報告書

(9件)

主な研究成果
(13件)

すべて 2024

すべて雑誌論文 (13件) (国際共著 3件、査読あり 13件、オープンアクセス 12件)

[雑誌論文] Joule-class sub-nanosecond pulses produced by end-pumped direct bonded YAG/sapphire modular amplifier2024
- 著者名
  VINCENT YAHIA, ARVYDAS KAUSAS, AKIHIRO TSUJI, MITSUHIRO YOSHIDA, AND TAKUNORI TAIRA
- 雑誌名
  
  Optics Express
  
  巻: 32 号: 8 ページ: 14377
- DOI
  10.1364/OE.518251
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Electro-optic 3D snapshot of a laser wakefield accelerated kilo-ampere electron bunch2024
- 著者名
  Kai Huang, Zhan Jin, Nobuhiko Nakanii, Tomonao Hosokai and Masaki Kando
- 雑誌名
  
  Light: Science & Application
  
  巻: 13 ページ: 84
- DOI
  10.1038/s41377-024-01440-2
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Large-amplitude density waves produced in ozone-mixed gas by ultraviolet laser irradiation2024
- 著者名
  Yurina Michine, Richard M. More and Hitoki Yoneda
- 雑誌名
  
  Physics of Fluids
  
  巻: 36
- DOI
  10.1063/5.0202326
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Stabilization and correction of aberrated laser beams via plasma channelling2024
- 著者名
  Alexandre Rondepierre, Alexei Zhidkov, Driss Oumbarek Espinos, and Tomonao Hosokai
- 雑誌名
  
  Scientific Reports
  
  巻: 14 号: 12078
- DOI
  10.1038/s41598-024-62997-x
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Second harmonic generation of focused beams on the LFEX laser facility2024
- 著者名
  Arikawa Yasunobu, Zhanngui Hu, Tsubakimoto Koji, Morace Alessio, Takizawa Ryunosuke, Shiraga Hiroyuki, Nakai Mitsuo, Pikuz Tatiana, Martynenko S. Artem, Iwata Natsumi, Sentoku Yasuhiko, Hata Masayasu, Kojima Sadaoki, Johzaki Tomoyuki, Nakata Yoshiki, Fujioka Shinsuke, Yogo Akifumi, Kodama Ryosuke
- 雑誌名
  
  Optics Express
- DOI
  10.1364/OE.525281
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] 医療応用を目指したレーザー駆動型小型イオン加速器開発2024
- 著者名
  榊泰直、白井敏之
- 雑誌名
  
  加速器
  
  巻: 21 号: 2 ページ: 112-118
- DOI
  10.50868/pasj.21.2_112
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Implementation of a single-shot metrology system for a TW-class laser in a particle accelerator facility2024
- 著者名
  Alexandre Rondepierre, Driss Oumbarek Espinos, Zhan Jin, Tomonao Hosokai
- 雑誌名
  
  Optics & Laser Technology
  
  巻: 180 号: 111523
- DOI
  10.1016/j.optlastec.2024.111523
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Ultrarelativistic Fe plasma with GJ/cm3 energy density created by femtosecond laser pulses2024
- 著者名
  Mariya Alkhimova, Igor Skobelev, Tatiana Pikuz , Sergey Ryazantsev , Hironao Sakaki, Pirozhkov, Timur Zh. Esirkepov , Akito Sagisaka, Nicholas P. Dover, Kondo Kotaro, Ogura Koichi, Fukuda Yuji, Kiriyama Hiromitsu, Nishitani Keita, Sergey Pikuz , Kando Masaki, Ryosuke Kodama, Kondo Kiminori, Nishiuchi Mamiko
- 雑誌名
  
  Matter and Radiation at Extremes
- DOI
  10.1063/5.0212545
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Generation of highly stable electron beam via the control of hydrodynamic instability2024
- 著者名
  Yan-Jun Gu, Zhan Jin, Zhen-Zhe Lei, Shingo Sato, Kai Huang, Nobuhiko Nakanii, Izuru Daito, Masaki Kando & Tomonao Hosokai
- 雑誌名
  
  Scientific Reports
  
  巻: 14 号: 31162
- DOI
  10.1038/s41598-024-82304-y
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Characterization of crystal quartz for QPM wavelength-conversion device2024
- 著者名
  Hideki Ishizuki and Takunori Taira
- 雑誌名
  
  Optics Express
  
  巻: 32 号: 27 ページ: 48491-48499
- DOI
  10.1364/OE.539371
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] 材料技術の進歩がもたらす次世代パワーレーザー2024
- 著者名
  余語覚文，吉田英次，荻野純平
- 雑誌名
  
  レーザー研究
  
  巻: 53 号: 2 ページ: 60-64
- 査読あり
[雑誌論文] Comprehensive thermal properties of Y3Al5O12 from 160 K to 500K2024
- 著者名
  Y. Sato, T. Takemasa and T. Taira
- 雑誌名
  
  Opt. Express
  
  巻: 33 号: 5 ページ: 9479-9488
- DOI
  10.1364/OE.540655
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Nd3+-doping in Al3+-site of α-Al2O3 as a raw material of Nd:sapphire laser ceramics2024
- 著者名
  Y. Sato and T. Taira
- 雑誌名
  
  Opt. Express
  
  巻: 33 号: 6 ページ: 13077-13086
- DOI
  10.1364/OE.554541
- 査読あり / オープンアクセス

レーザー駆動による量子ビーム加速器の開発と実証

研究代表者

熊谷 教孝 科学技術振興機構/公益財団法人 高輝度光科学研究センター, プログラムマネージャー/ 名誉フェロー（～2021年3月）

佐野 雄二 自然科学研究機構, 分子科学研究所, プログラム・マネージャー

報告書

主な研究成果

[雑誌論文] Joule-class sub-nanosecond pulses produced by end-pumped direct bonded YAG/sapphire modular amplifier2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Electro-optic 3D snapshot of a laser wakefield accelerated kilo-ampere electron bunch2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Large-amplitude density waves produced in ozone-mixed gas by ultraviolet laser irradiation2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Stabilization and correction of aberrated laser beams via plasma channelling2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Second harmonic generation of focused beams on the LFEX laser facility2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] 医療応用を目指したレーザー駆動型小型イオン加速器開発2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Implementation of a single-shot metrology system for a TW-class laser in a particle accelerator facility2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Ultrarelativistic Fe plasma with GJ/cm3 energy density created by femtosecond laser pulses2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Generation of highly stable electron beam via the control of hydrodynamic instability2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Characterization of crystal quartz for QPM wavelength-conversion device2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] 材料技術の進歩がもたらす次世代パワーレーザー2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Comprehensive thermal properties of Y3Al5O12 from 160 K to 500K2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Nd3+-doping in Al3+-site of α-Al2O3 as a raw material of Nd:sapphire laser ceramics2024

著者名

雑誌名

DOI

熊谷教孝科学技術振興機構/公益財団法人高輝度光科学研究センター, プログラムマネージャー/ 名誉フェロー（～2021年3月）

佐野雄二自然科学研究機構, 分子科学研究所, プログラム・マネージャー