JP5744612B2 - ミュオン生成・加速システム - Google Patents
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Description
加速対象である粒子であるミュオンの入射側を基準にプラズマ電子密度が高いガスを噴射させるガス噴射領域からプラズマ電子密度が低いガスを噴射させるガス噴射領域に向け、前記ミュオンの進行方向に沿って順に複数の前記ガス噴射領域を並設した多段加速のガスジェット発生装置と、
前記各ガス噴射領域で噴射されるガスをプラズマ化するレーザー光を照射するためのレーザー装置と、
前記ミュオンの進行方向に前記レーザー装置から照射するレーザー光の光軸が一致するように前記レーザー光の光路を調整する光路調整手段と、
レーザー光の照射により前記ミュオンを生成させるミュオン生成装置とを備えて前記プラズマ化されたガスの中に、前記ミュオン生成装置からミュオンを入射させることによりレーザー航跡場加速法で前記粒子を加速するように構成したことを特徴とするミュオン生成・加速システムにある。
さらに詳言すると、ミュオン生成装置で生成させたミュオンを多段加速ガスジェット発生装置に向けて入射することによりミュオンを段階的に加速することができ、レーザー光で生成させた低いエネルギーのミュオンであっても所定の大きなエネルギー、すなわち透過力を有するミュオンを生成させることが可能になる。この結果、大きなエネルギーを有するミュオンをレーザー装置により小型の可搬式のシステムとして構築することもできる。
第1の態様に記載するミュオン生成装置が、
レーザー光を照射するレーザー装置と、
電子を生成するため前記レーザー光で照射されるターゲットと、
前記電子の衝突によりミュオンを生成するコンバーターとを有することを特徴とするミ
ュオン生成・加速システムにある。
第1の態様に記載するミュオン生成装置が、
レーザー光を照射するレーザー装置と、
イオンを生成するため前記レーザー光で照射されるターゲットと、
前記イオンの衝突によりミュオンを生成するコンバーターとを有することを特徴とする
ミュオン生成・加速システムにある。
第1の態様に記載するミュオン生成装置が、
レーザー光を相対向する両側から相互に逆向きに照射するレーザー装置と、
各レーザー光の光路上に配設され、照射されたレーザー光によりイオンをそれぞれ生成
させるとともに生成されたイオンを衝突させてミュオンを生成させる相対向する一対のタ
ーゲットとを有することを特徴とするミュオン生成・加速システムにある。
第1の態様に記載するミュオン生成装置が、
相対向する両側からレーザー光を相互に逆向きに照射するレーザー装置と、
各レーザー光の光路上に配設され、相対向する面にそれぞれ照射されたレーザー光によ
りその内部にイオンを生成させるとともに生成されたイオンを衝突させてミュオンを生成
させるターゲットとを有することを特徴とするミュオン生成・加速システムにある。
図1は本発明の実施の形態に係るミュオン生成・加速システムを示すブロック線図である。同図に示すように、本形態に係るミュオン生成・加速システムは、後に詳述する第1〜第4の実施例に係るミュオン生成装置I〜IVとレーザー航跡場加速装置100とを組み合わせ、ミュオン生成装置I〜IVで生成されたミュオンμを加速してそのエネルギーを増大させるものである。すなわち、本形態ではミュオン生成装置I〜IVで別途生成されたミュオンμをレーザー光Lとともにガスジェット発生装置3から噴出されたガス中に打ち込むことにより所定の加速を行うようになっている。
なお、上記実施の形態におけるミュオンμの加速は、勿論2段に限定するものではない。必要に応じ多段に構成することができる。この場合、レーザー光Lの照射側から順にガス圧が低下するように各ガス噴射領域を並設すれば良い。この場合、隣接するガス噴射領域がミュオンμの入射方向に関して連続して形成されている必要もない。
図2は第1の実施例に係るミュオン生成装置を示すブロック線図である。同図に示すように、本実施例に係るミュオン生成装置Iは、レーザー光L1を照射するレーザー装置21と、照射されたレーザー光L1で電子Eを生成するターゲット22と、電子Eの衝突によりミュオンμを生成するコンバーター23とを有する。ここで、ターゲット22はガスターゲットで好適に構成することができる。このガスターゲットとは、レーザー光L1の照射に同期してその光路の途中に所定のガスを噴射するものである。このガスにレーザー光L1が照射されることで電子Eが生成される。なお、ターゲット22は固体(例えばAl,Cuの金属薄膜や、ポリイミドなどのプラスチック薄膜等)ターゲットで構成することもできる。ただ、ガスターゲットの方が得られる電子Eの電子エネルギーが高いので、本実施の形態に適用する場合にはより好ましい。また、コンバーター23としては、鉛、タングステン、タンタル等、原子番号が大きい材料が好適である。
図4は第2の実施例に係るミュオン生成装置を示すブロック線図である。同図に示すように、本形態に係るミュオン生成装置IIは、レーザー光L1を照射するレーザー装置21と、照射されたレーザー光L1でプロトンPを生成するターゲット44と、プロトンPの衝突によりミュオンμを生成するコンバーター45とを有する。
図5は本発明の第3の実施例に係るミュオン生成装置を示すブロック線図である。同図に示すように、本例に係るミュオン生成装置IIIは、レーザー光L2,L3を照射するレーザー装置211,212と、照射されたレーザー光L2,L3でプロトンP1,P2を生成するターゲット441,442とを有する。すなわち、第2の実施例に係るミュオン生成装置IIを線対称な位置に2台配設することによりプロトンコライダーを形成したものである。したがって、レーザー装置211,212はレーザー装置21と同様の構成のものであり、ターゲット441,442はターゲット44と同様の構成とすることができる。
図6は本発明の第4の実施例に係るミュオン生成装置を示すブロック線図である。同図に示すように、本例に係るミュオン生成装置IVは、2台のレーザー装置211,212とターゲット451とからなる。ここで、レーザー装置211,212は、一本の直線に沿うレーザー光L2,L3を相対向する左右両側から相互に逆向きにそれぞれ照射する。ターゲット451は、各レーザー装置211,212の間で両者の中央に配設されてレーザー装置211,212からそれぞれ照射されたレーザー光L2,L3によりその内部にプロトンP1,P2を生成させるとともに生成されたプロトンP1,P2を衝突させてミュオンμを生成させる。この場合のプロトンP1,P2のエネルギーは100MeV程度であれば良い。プロトンP1,P2のエネルギーが100MeV程度であれば1MeV程度のミュオンμが生成される。この程度のミュオンμであれば、レーザー航跡場加速装置100で100〜1000倍程度にまで加速することが可能であるので、巨大物体の探査等に充分適用できると考えられる。
上記第3および第4の実施例においてはレーザー装置211,212と、2台のレーザー装置を用いたが、これに限るものではない。相対向するターゲット441,442の両面またはターゲット451にそれぞれレーザー光L2,L3が照射されるような構成になっていれば良い。したがって、一台のレーザー装置から照射したレーザー光を途中で分岐させてレーザー光L2,L3が形成されるような構成でも構わない。また、入射角度は必ずしも180°でなくても良い。
レーザー光を照射するレーザー装置と、
電子を生成するため前記レーザー光で照射されるターゲットと、
前記電子の衝突によりミュオンを生成するコンバーターとを有することを特徴とする。
レーザー光を照射するレーザー装置と、
プロトンを生成するため前記レーザー光で照射されるターゲットと、
前記プロトンの衝突によりミュオンを生成するコンバーターとを有することを特徴とする。
レーザー光を相対向する両側から相互に逆向きに照射するレーザー装置と、
各レーザー光の光路上に配設され、照射されたレーザー光によりプロトンをそれぞれ生成させるとともに生成されたプロトンを衝突させてミュオンを生成させる相対向する一対のターゲットとを有することを特徴とするレーザー光によるミュオン生成装置にある。
相対向する両側からレーザー光を相互に逆向きに照射するレーザー装置と、
各レーザー光の光路上に配設され、相対向する面にそれぞれ照射されたレーザー光によりその内部にプロトンを生成させるとともに生成されたプロトンを衝突させてミュオンを生成させるターゲットとを有することを特徴とする。
1,21,211,212 レーザー装置
2 ミラー
3 ガスジェット発生装置
3A 高圧ガス噴射領域
3B 低圧ガス噴射領域
3C 高圧ガス
3D 低圧ガス
22,44,441,442,451 ターゲット
23,45 コンバーター
100 レーザー航跡場加速装置
Claims (5)
- 加速対象である粒子であるミュオンの入射側を基準にプラズマ電子密度が高いガスを噴射させるガス噴射領域からプラズマ電子密度が低いガスを噴射させるガス噴射領域に向け、前記ミュオンの進行方向に沿って順に複数の前記ガス噴射領域を並設した多段加速のガスジェット発生装置と、
前記各ガス噴射領域で噴射されるガスをプラズマ化するレーザー光を照射するためのレーザー装置と、
前記ミュオンの進行方向に前記レーザー装置から照射するレーザー光の光軸が一致するように前記レーザー光の光路を調整する光路調整手段と、
レーザー光の照射により前記ミュオンを生成させるミュオン生成装置とを備えて前記プラズマ化されたガスの中に、前記ミュオン生成装置からミュオンを入射させることによりレーザー航跡場加速法で前記粒子を加速するように構成したことを特徴とするミュオン生成・加速システム。 - 請求項1に記載するミュオン生成装置は、
レーザー光を照射するレーザー装置と、
電子を生成するため前記レーザー光で照射されるターゲットと、
前記電子の衝突によりミュオンを生成するコンバーターとを有することを特徴とするミュオン生成・加速システム。 - 請求項1に記載するミュオン生成装置は、
レーザー光を照射するレーザー装置と、
イオンを生成するため前記レーザー光で照射されるターゲットと、
前記イオンの衝突によりミュオンを生成するコンバーターとを有することを特徴とするミュオン生成・加速システム。 - 請求項1に記載するミュオン生成装置は、
レーザー光を相対向する両側から相互に逆向きに照射するレーザー装置と、
各レーザー光の光路上に配設され、照射されたレーザー光によりイオンをそれぞれ生成させるとともに生成されたイオンを衝突させてミュオンを生成させる相対向する一対のターゲットとを有することを特徴とするミュオン生成・加速システム。 - 請求項1に記載するミュオン生成装置は、
相対向する両側からレーザー光を相互に逆向きに照射するレーザー装置と、
各レーザー光の光路上に配設され、相対向する面にそれぞれ照射されたレーザー光によりその内部にイオンを生成させるとともに生成されたイオンを衝突させてミュオンを生成させるターゲットとを有することを特徴とするミュオン生成・加速システム。
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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