JP5790992B2 - Side laser irradiator - Google Patents

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Description

本発明は、長尺形状のターゲットの側方からレーザ光を照射するサイドレーザ照射器に関する。
The present invention relates to a side laser irradiator that irradiates laser light from the side of a long target .

レーザ光を利用することによって加工、測定、核融合等を実施するレーザ照射器には、複数のレーザ光を高分解能かつ高精度で対象物に照射する性能等が要求される場合がある。例えば、特許文献1には、フェムト秒単位の時間差でレーザ光を照射可能とするような分解能を有するレーザ照射器が開示されている。また、核融合においては、特に、このような性能を要求されることが多くなっている。   A laser irradiator that performs processing, measurement, fusion, and the like by using laser light may be required to have a capability of irradiating an object with a plurality of laser lights with high resolution and high accuracy. For example, Patent Document 1 discloses a laser irradiator having a resolution that enables laser light to be irradiated with a time difference in femtosecond units. In fusion, in particular, such performance is often required.

核融合については、発電等に用いられるエネルギーの生成に関して化石燃料に依存しない技術として、開発が進められている。このような核融合技術では、高温かつ高圧のプラズマを発生させ、発生したプラズマを一箇所に留めている間に核融合反応を誘起している。核融合の方式の一つとして、高温かつ高圧のプラズマを一箇所に留めるために、プラズマ自体の慣性を利用する方式が存在する。このような方式は「慣性閉じ込め方式」と呼ばれている。   Development of nuclear fusion is being promoted as a technology that does not depend on fossil fuels for the generation of energy used for power generation. In such a fusion technology, a high-temperature and high-pressure plasma is generated, and a fusion reaction is induced while the generated plasma is held in one place. As one of the nuclear fusion methods, there is a method using the inertia of the plasma itself in order to keep the high temperature and high pressure plasma in one place. Such a method is called an “inertia confinement method”.

慣性閉じ込め方式の核融合の一つでは、「ターゲット」と呼ばれる(又は、「ペレット」若しくは「ホーラム」と呼ばれる)部材に、高強度のレーザ光を照射することによって、爆縮(圧縮)を生じさせて、この爆縮によって高密度(すなわち、高温かつ高圧)のプラズマを生成して、このプラズマがターゲット内の一箇所に留まっている間に核融合反応を誘起している。このような核融合は「レーザ核融合」と呼ばれている。   In one of the inertial confinement fusions, implosion (compression) is caused by irradiating a member called “target” (or called “pellet” or “holum”) with high-intensity laser light. Thus, high-density (that is, high-temperature and high-pressure) plasma is generated by this implosion, and a nuclear fusion reaction is induced while the plasma remains at one place in the target. Such nuclear fusion is called “laser fusion”.

レーザ核融合に用いられるターゲットは、一般的に円筒形状又は球形状に形成されており、このようなターゲットの外周には表面層が設けられている。この表面層の外周表面に複数のレーザ光を均一に照射することによって、ターゲットを急激に加熱、爆発、及び放射化して、その結果、ターゲットの内部が、その固体密度に対して約100倍〜10000倍に爆縮されることとなる。   A target used for laser fusion is generally formed in a cylindrical shape or a spherical shape, and a surface layer is provided on the outer periphery of such a target. By uniformly irradiating the outer peripheral surface of the surface layer with a plurality of laser beams, the target is rapidly heated, exploded, and activated. As a result, the inside of the target is about 100 times to the solid density. It will be implosion 10,000 times.

このようなレーザ核融合の一例が、特許文献2に開示されている。特許文献2では、高強度のレーザ光を用いて高エネルギー粒子を発生させ、高エネルギー粒子をターゲットに照射し、ターゲットにて核融合反応を誘起している。   An example of such laser fusion is disclosed in Patent Document 2. In Patent Document 2, high-energy particles are generated using high-intensity laser light, the target is irradiated with the high-energy particles, and a nuclear fusion reaction is induced at the target.

また近年、レーザ核融合については、超高強度かつ超短パルスのレーザ光(ペタワットレーザ光)を利用した方式が開発されている。この方式は「高速点火方式」と呼ばれている。   In recent years, a method using ultra-high intensity and ultra-short pulse laser light (petawatt laser light) has been developed for laser fusion. This method is called a “fast ignition method”.

このような高速点火方式のレーザ核融合の一例が、特許文献3に開示されている。特許文献3では、ターゲットに、中空の球形状に形成された主燃料部が設けられており、さらに、ターゲットには、中空の円錐形状に形成された点火用燃料部が設けられている。点火用燃料部の先細りした先端と、先端に対向する基端とのそれぞれには、開口が形成されている。この点火用燃料部が、その先端を主燃料部に挿入し、かつ主燃料部の中心に接近した状態で、主燃料部に取付けられている。主燃料部には、その中空部分の周囲に核融合燃料層が設けられ、さらに、この核融合燃料層の外周表面上に第1アブレータ層が設けられている。点火用燃料部の基端の開口を塞ぐように点火用燃料層が設けられ、かつ点火用燃料層の外周表面上に第2アブレータ層が設けられている。このようなターゲットにおいて、主燃料部の外周表面にペタワットレーザ光を照射することによって主燃料層を圧縮しており、さらに、点火用燃料部の基端の開口に別のペタワットレーザ光を照射することによって、点火用燃料層を、加速するとともに圧縮された主燃料層に衝突させている。その結果、エネルギーが生成されることとなる。   An example of such a fast ignition type laser fusion is disclosed in Patent Document 3. In Patent Document 3, the target is provided with a main fuel portion formed in a hollow spherical shape, and the target is further provided with an ignition fuel portion formed in a hollow conical shape. An opening is formed in each of the tapered distal end of the ignition fuel portion and the proximal end facing the distal end. The ignition fuel part is attached to the main fuel part with its tip inserted into the main fuel part and close to the center of the main fuel part. The main fuel portion is provided with a fusion fuel layer around the hollow portion, and further, a first ablator layer is provided on the outer peripheral surface of the fusion fuel layer. An ignition fuel layer is provided so as to block the opening at the base end of the ignition fuel portion, and a second ablator layer is provided on the outer peripheral surface of the ignition fuel layer. In such a target, the main fuel layer is compressed by irradiating the outer peripheral surface of the main fuel portion with a petawatt laser beam, and another petawatt laser beam is applied to the opening at the base end of the ignition fuel portion. By irradiating, the ignition fuel layer is accelerated and collided with the compressed main fuel layer. As a result, energy is generated.

特許第3796585号公報Japanese Patent No. 3796585 特開2002−107494号公報JP 2002-107494 A 特開2005−241462号公報JP 2005-241462 A

しかしながら、特許文献1のレーザ照射器は、複数のレーザ光を、さらに短いフェムト秒〜ピコ秒単位の時間差を有するように、高分解能かつ高精度で照射することはできない。特に、レーザ核融合で用いられるようなフェムト秒〜ピコ秒単位の高速で移動する複数のレーザ光同士を、高分解能かつ高精度で照射可能とするレーザ照射器は、従来存在していなかった。   However, the laser irradiator of Patent Document 1 cannot irradiate a plurality of laser beams with high resolution and high accuracy so as to have a shorter time difference of femtoseconds to picoseconds. In particular, there has been no laser irradiator that can irradiate a plurality of laser beams moving at a high speed of femtoseconds to picoseconds with high resolution and high precision as used in laser fusion.

また、レーザ核融合についても、特許文献2及び特許文献3に示されるような従来の技術では、発電のように多くのエネルギーを連続的に供給する必要性に応じて、効率的にエネルギーを生成することが達成できていない。また、レーザ核融合では、密度の異なる流体間の境界に生じる凹凸によって発生する擾乱に起因して、流体の運動が不安定となる現象が発生する。このような現象は「レイリー・テイラーの不安定性」と呼ばれている。このような「レイリー・テイラーの不安定性」の影響のために、従来のレーザ核融合技術では、ターゲットの内部を効率的かつ均一に断熱かつ圧縮することが難しくなっており、このことを克服することが大きな課題となっている。そこで、このような課題を避けて、従来のレーザ核融合の手法とは異なる新たなレーザ核融合の手法を提案することもまた望まれている。   Also, with regard to laser fusion, the conventional techniques as shown in Patent Document 2 and Patent Document 3 efficiently generate energy according to the necessity of continuously supplying a lot of energy as in power generation. Has not been achieved. Further, in laser fusion, a phenomenon in which fluid motion becomes unstable due to disturbance generated by unevenness generated at the boundary between fluids having different densities. This phenomenon is called “Rayleigh Taylor instability”. Due to the effects of “Rayleigh-Taylor instability”, conventional laser fusion technology makes it difficult to insulate and compress the interior of the target efficiently and uniformly. This is a big issue. Therefore, it is also desired to avoid such problems and propose a new laser fusion technique different from the conventional laser fusion technique.

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、複数のレーザ光を高分解能かつ高精度でターゲットに照射可能とする性能を有するサイドレーザ照射器を提供し、さらには、このような性能に基づいて、効率的にエネルギーを生成可能とすべく提案される新たなレーザ核融合に用いられるサイドレーザ照射器を提供することにある。
The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a side laser irradiator having a performance capable of irradiating a target with a plurality of laser beams with high resolution and high accuracy. It is an object of the present invention to provide a side laser irradiator for use in a new laser fusion proposed to enable efficient energy generation based on such performance.

課題を解決するために、本発明のサイドレーザ照射器は、レーザ核融合に用いられると共に核融合のための反応物質を有する長尺形状のターゲットの側方からレーザ光を照射するサイドレーザ照射機構を備えるサイドレーザ照射器において、前記サイドレーザ照射機構が、供給されるレーザ光の断面における幅方向の長さを拡大するように構成されるパルス幅増幅部と、前記拡大されたレーザ光を前記幅方向に分割し、かつ該分割されたレーザ光のそれぞれを屈折させることによって前記分割されたレーザ光同士の間に光路差をもたらすように構成される分割及び屈折部と、前記屈折されたレーザ光のそれぞれを前記幅方向の長さを縮小するように構成される縮小部とを有し、前記サイドレーザ照射機構が、複数の前記縮小されたレーザ光を前記ターゲットの側方から照射するように配置されている
To solve the problem, the side laser irradiator of the present invention, the side laser irradiation mechanism for irradiating a laser beam from the side of the target long shape with a reactant for fusion with used Laser Fusion In the side laser irradiator, the side laser irradiation mechanism includes a pulse width amplifying unit configured to expand a length in a width direction in a cross section of the supplied laser light, and the expanded laser light divided in the width direction, and a Suyo the configured divided and bent portions Once also the optical path difference between the laser beam between which is the divided by refracting each of the split laser beam, is a refractive had a reduction unit that will be configured to the respective laser beam to reduce the length of the width direction, the side laser irradiation mechanism, a plurality of said reduced laser beam It is arranged to illuminate from the side of the serial target.

本発明のサイドレーザ照射器では、前記サイドレーザ照射機構が、互いに時間差を有する複数のパルスを含んだパルスレーザ光からレーザ光をパルス毎に取り出すように構成されるサイドレーザ取り出し部であって、該取り出したレーザ光を、前記サイドレーザ照射機構に供給するように構成されるサイドレーザ取り出し部をさらに有している
In the side laser irradiator of the present invention, the side laser irradiation mechanism is a side laser extraction unit configured to extract a laser beam for each pulse from a pulse laser beam including a plurality of pulses having a time difference . It further has a side laser extraction portion configured to supply the extracted laser light to the side laser irradiation mechanism .

本発明のサイドレーザ照射器は、前記パルスレーザの複数のパルス中で1番目のパルスのレーザ光を取り出すように構成されるレーザ取り出し部であって、該取り出したレーザ光を、前記ターゲットの反応物質に送られるイオンを生成するためにサブターゲットに照射するように構成されるレーザ取り出し部をさらに備え、前記サイドレーザ取り出し部にて取り出したレーザ光が、前記パルスレーザの複数のパルス中で2番目以降のパルスのレーザ光となっている
Side laser irradiator of the present invention is a laser extraction portion configured to take out a laser beam of the first pulse in a plurality of pulses of the pulsed laser beam, the laser beam taken out said, the target A laser extraction unit configured to irradiate a sub-target to generate ions to be sent to the reactant is further provided, and the laser beam extracted by the side laser extraction unit is included in a plurality of pulses of the pulse laser beam. The second and subsequent pulses of laser light .

本発明のサイドレーザ照射器では、前記サイドレーザ照射機構が、前記縮小されたレーザ光の断面で前記幅方向に直交する厚さ方向を前記対象物の長手方向に対して直交させるように所定の角度で回転させる回転部をさらに有し、前記回転部によって回転されたレーザ光が前記対象物の側方から照射されるように構成されている。

In the side laser irradiator of the present invention, the side laser irradiation mechanism has a predetermined direction so that a thickness direction orthogonal to the width direction is orthogonal to a longitudinal direction of the object in the section of the reduced laser light. The rotating unit further rotates at an angle, and the laser beam rotated by the rotating unit is irradiated from the side of the object.

本発明のサイドレーザ照射器では、前記所定の角度が90度となっている。   In the side laser irradiator of the present invention, the predetermined angle is 90 degrees.

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
本発明のサイドレーザ照射器は、レーザ核融合に用いられると共に核融合のための反応物質を有する長尺形状のターゲットの側方からレーザ光を照射するサイドレーザ照射機構を備えるサイドレーザ照射器において、前記サイドレーザ照射機構が、供給されるレーザ光の断面における幅方向の長さを拡大するように構成されるパルス幅増幅部と、前記拡大されたレーザ光を前記幅方向に分割し、かつ該分割されたレーザ光のそれぞれを屈折させることによって前記分割されたレーザ光同士の間に光路差をもたらすように構成される分割及び屈折部と、前記屈折されたレーザ光のそれぞれを前記幅方向の長さを縮小するように構成される縮小部とを有し、前記サイドレーザ照射機構が、複数の前記縮小されたレーザ光を前記ターゲットの側方から照射するように配置されている
そのため、レーザ光の幅方向の長さを拡大することによって、レーザ光が幅方向に容易に分割され、さらに、この分割されたレーザ光同士の間に光路差がもたらされるので、分割された状態のレーザ光のそれぞれを、フェムト秒〜ピコ秒単位の時間差を有するように、高分解能、かつ高精度で前記ターゲットの側方から照射できる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
The side laser irradiator of the present invention is a side laser irradiator provided with a side laser irradiation mechanism that is used for laser fusion and irradiates a laser beam from the side of a long target having a reactant for nuclear fusion . The side laser irradiation mechanism divides the expanded laser beam in the width direction, a pulse width amplifier configured to expand the length in the width direction in the cross section of the supplied laser beam, and wherein the dividing and refractive part configured Suyo Once also the optical path difference between the laser beam between which is the divided by refracting each of the split laser beam, each of the refracted laser beam and a reduction unit that will be configured to reduce the length in the width direction, the side laser irradiation mechanism, or a plurality of the reduced laser beam laterally of said target It is arranged to illuminate.
Therefore, by expanding the length of the laser beam in the width direction, the laser beam is easily divided in the width direction, and further, an optical path difference is brought between the divided laser beams, so that the divided state Each of the laser beams can be irradiated from the side of the target with high resolution and high accuracy so as to have a time difference of femtoseconds to picoseconds.

かかるサイドレーザ照射器について、前記ターゲットにおける長手方向の一端から核融合燃料のイオンを注入することによって、前記ターゲットの一端から前記他端に向かって前記ターゲットの反応物質に送られる前記イオンに同期するように、前記複数の縮小されたレーザ光を順次照射する場合には、前記ターゲットの側方からのレーザ光によって前記ターゲットの反応物質にはさらなるイオンが加えられ、さらに、前記ターゲットの反応物質では、前記レーザ光の照射によって電子が移動する一方でイオンが残されることとなる。その結果、前記ターゲットの反応物質に電場が形成されること等によって、イオンが加速されることとなり、核融合反応が、前記ターゲットの一端側の反応物質部分から他端側の反応物質部分に向かって増幅するとともに連続して発生することとなる。
また、このような核融合においては、従来のレーザ核融合とは異なり、ターゲット内にてイオンを効率的に生成かつ均一な方向に加速させることが重要となる。特に、前記ターゲットが平面状の複数の反応物質部分を有する場合、前記ターゲットの反応物質部分にてイオンを加速させる電場等の方向は、反応物質部分の平面に対して垂直になる傾向がある。そこで、イオンの加速方向に一致するターゲットの長手方向に対して、複数の反応物質部分の平面を垂直に配置すれば、反応物質部分にて電場等により加速されたイオンが、前記ターゲットの他端側で隣接する反応物質部分に効率的に送られることとなる。従って、ターゲットの内部を効率的かつ均一に断熱かつ圧縮するという従来のレーザ核融合の課題を避けて、前記ターゲット内にてイオンを効率的に生成かつ均一な方向に加速させることによって、効率的にエネルギーを生成できる。
このようなレーザ核融合に用いられる本発明のサイドレーザ照射器では、レーザ光の幅方向の長さを拡大することによって、レーザ光が幅方向に容易に分割され、さらに、この分割されたレーザ光同士の間に光路差がもたらされるので、分割された状態のレーザ光のそれぞれを、時間差で前記ターゲットに容易に照射できる。そのため、前記ターゲットの一端から他端に向かうイオンの移動に同期するように、前記ターゲットの側方からレーザ光を連続的に照射することが確実にでき、効率的に核融合反応を発生させることができる。
In such a side laser irradiator, by injecting fusion fuel ions from one end in the longitudinal direction of the target, the ions are synchronized with the ions sent from one end of the target toward the other end of the target. Thus, when sequentially irradiating the plurality of reduced laser beams, further ions are added to the target reactant by the laser beam from the side of the target. As a result of the irradiation of the laser beam, ions move while electrons move. As a result, ions are accelerated by the formation of an electric field on the reactant of the target, and the fusion reaction proceeds from the reactant portion on one end side of the target to the reactant portion on the other end side. Will be amplified and continuously generated.
In such nuclear fusion, unlike conventional laser fusion, it is important to efficiently generate ions in the target and accelerate them in a uniform direction. In particular, when the target has a plurality of planar reactant parts, the direction of an electric field or the like that accelerates ions in the reactant part of the target tends to be perpendicular to the plane of the reactant part. Therefore, if the planes of a plurality of reactant parts are arranged perpendicular to the longitudinal direction of the target that coincides with the acceleration direction of the ions, ions accelerated by an electric field or the like in the reactant parts are caused to move to the other end of the target. It will be sent efficiently to the adjacent reactant parts on the side. Therefore, it avoids the problem of conventional laser fusion that efficiently and uniformly insulates and compresses the inside of the target, and efficiently generates ions in the target and accelerates them in a uniform direction. Can generate energy.
In the side laser irradiator of the present invention used for such laser fusion, the laser beam is easily divided in the width direction by enlarging the length of the laser beam in the width direction. Since an optical path difference is provided between the lights, each of the divided laser beams can be easily irradiated onto the target with a time difference. Therefore, it is possible to reliably irradiate laser light continuously from the side of the target so as to synchronize with the movement of ions from one end to the other end of the target, and efficiently generate a fusion reaction. Can do.

本発明のサイドレーザ照射器では、前記サイドレーザ照射機構が、互いに時間差を有する複数のパルスを含んだパルスレーザ光からレーザ光をパルス毎に取り出すように構成されるサイドレーザ取り出し部であって、該取り出したレーザ光を、前記サイドレーザ照射機構に供給するように構成されるサイドレーザ取り出し部をさらに有しているので、前記ターゲットの一端から他端に向かうイオンの移動に対してパルスの時間差を利用して正確に同期するように、前記ターゲットの側方からレーザ光をさらに連続的に照射することができ、効率的に核融合反応を発生させることができる。
In the side laser irradiator of the present invention, the side laser irradiation mechanism is a side laser extraction unit configured to extract a laser beam for each pulse from a pulse laser beam including a plurality of pulses having a time difference . Since it further has a side laser extraction unit configured to supply the extracted laser light to the side laser irradiation mechanism, a time difference between pulses with respect to the movement of ions from one end of the target toward the other end In order to accurately synchronize using the laser beam, the laser beam can be further continuously irradiated from the side of the target, and a fusion reaction can be efficiently generated.

本発明のサイドレーザ照射器は、前記パルスレーザの複数のパルス中で1番目のパルスのレーザ光を取り出すように構成されるレーザ取り出し部であって、該取り出したレーザ光を、前記ターゲットの反応物質に送られるイオンを生成するためにサブターゲットに照射するように構成されるレーザ取り出し部をさらに備え、前記サイドレーザ取り出し部にて取り出したレーザ光が、前記パルスレーザの複数のパルス中で2番目以降のパルスのレーザ光となっているので、前記ターゲットの一端から他端に向かうイオンの注入タイミング及びこのようなイオンの移動にさらに正確に同期するように、前記ターゲットの側方からのレーザ光を連続的に照射することができ、さらには、効率的に核融合反応を発生させることができる。
Side laser irradiator of the present invention is a laser extraction portion configured to take out a laser beam of the first pulse in a plurality of pulses of the pulsed laser beam, the laser beam taken out said, the target A laser extraction unit configured to irradiate a sub-target to generate ions to be sent to the reactant is further provided, and the laser beam extracted by the side laser extraction unit is included in a plurality of pulses of the pulse laser beam. Since the second and subsequent pulses of laser light , the ion implantation timing from one end to the other end of the target and the side of the target are more accurately synchronized with such ion movement. Can be continuously irradiated, and moreover, a nuclear fusion reaction can be efficiently generated.

本発明のサイドレーザ照射器では、前記サイドレーザ照射機構が、前記縮小されたレーザ光の断面で前記幅方向に直交する厚さ方向を前記対象物の長手方向に対して直交させるように所定の角度で回転させる回転部をさらに有し、前記回転部によって回転されたレーザ光が前記対象物の側方から照射されるように構成されている。
また、前記所定の角度が90度となっている。
そのため、分割された状態のレーザ光のそれぞれを、さらに高分解能、かつ高精度で前記対象物の側方から照射できる。特に、前記ターゲットの一端から他端に向かうイオンの移動方向に沿って、分割されたレーザ光が時間差で正確に照射されて、前記ターゲットの側方からのレーザ光を、イオンの移動に対してさらに正確に同期させることができ、さらに効率的に核融合反応を発生させることができる。また、前記回転部により回転される前のレーザ光については、拡大される幅方向が前記ターゲットの長手方向に直交するので、このような複数のレーザ光の照射に用いられる複数の機構を互いに接近して配置できる。よって、サイドレーザ照射器が小型化可能となり、さらには、効率的に核融合反応を発生させることができる。
In the side laser irradiator of the present invention, the side laser irradiation mechanism has a predetermined direction so that a thickness direction orthogonal to the width direction is orthogonal to a longitudinal direction of the object in the section of the reduced laser light. The rotating unit further rotates at an angle, and the laser beam rotated by the rotating unit is irradiated from the side of the object.
The predetermined angle is 90 degrees.
Therefore, each of the divided laser beams can be irradiated from the side of the object with higher resolution and higher accuracy. In particular, along the direction of ion movement from one end to the other end of the target, the divided laser light is accurately irradiated with a time difference, and the laser light from the side of the target is applied to the movement of ions. It is possible to synchronize more accurately and to generate a fusion reaction more efficiently. Further, with respect to the laser light before being rotated by the rotating unit, the width direction to be enlarged is orthogonal to the longitudinal direction of the target, and thus a plurality of mechanisms used for irradiation of the plurality of laser lights are brought close to each other. Can be arranged. Therefore, the side laser irradiator can be reduced in size, and further, a nuclear fusion reaction can be efficiently generated.

本発明の実施形態に係るサイドレーザ照射器を有するレーザ核融合装置の模式図である。It is a schematic diagram of the laser fusion apparatus which has a side laser irradiator which concerns on embodiment of this invention. 図1のレーザ核融合装置のレーザ照射に関する構成のブロック図である。It is a block diagram of the structure regarding the laser irradiation of the laser fusion apparatus of FIG. 図1のレーザ核融合装置に用いられるターゲットの側面図である。It is a side view of the target used for the laser fusion apparatus of FIG. (a)図1のレーザ核融合装置において、レーザ発振器から送られるパルスレーザ光の波形を概略的に示す図である。(b)図4(a)のパルスレーザ光から1つのパルスを取り出すことによって得られたパルスレーザ光の波形を概略的に示す図である。(A) In the laser fusion apparatus of FIG. 1, it is a figure which shows schematically the waveform of the pulsed laser beam sent from a laser oscillator. (B) It is a figure which shows roughly the waveform of the pulse laser beam obtained by taking out one pulse from the pulse laser beam of Fig.4 (a). 本発明の実施形態に係るサイドレーザ照射器を有するレーザ核融合装置において、パルス電圧発生器から送られるパルス電圧の波形を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the waveform of the pulse voltage sent from a pulse voltage generator in the laser fusion apparatus which has a side laser irradiation device concerning the embodiment of the present invention. 図2に示した調整領域の構成のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an adjustment area illustrated in FIG. 2. 図6のミラーパスランパの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the mirror path | pass lamper of FIG. (a)図6のアンプによって強度を増幅したパルスレーザ光の断面を概略的に示す図である。(b)図6のエキスパンダによって断面の幅を拡大したパルスレーザ光の断面を概略的に示す図である。(c)図6の縮小モジュールによって断面の幅を縮小したパルスレーザ光の断面を概略的に示す図である。(d)図6の回転モジュールによって断面の方向を回転させたパルスレーザ光の断面を概略的に示す図である。(A) It is a figure which shows roughly the cross section of the pulsed laser beam which intensity | strength was amplified by the amplifier of FIG. (B) It is a figure which shows roughly the cross section of the pulse laser beam which expanded the width of the cross section with the expander of FIG. (C) It is a figure which shows roughly the cross section of the pulse laser beam which reduced the width of the cross section with the reduction module of FIG. (D) It is a figure which shows roughly the cross section of the pulse laser beam which rotated the direction of the cross section with the rotation module of FIG.

本発明の実施形態に係るサイドレーザ照射器を有するレーザ核融合装置について説明する。
図1を参照すると、レーザ核融合装置1は、長尺形状のターゲット2を備えている。レーザ核融合装置1はサブターゲット3を有しており、このサブターゲット3は、イオンの束であるイオンバンチBを、ターゲット2の長手方向の一端(以下、「入射端」という)2aに送ることができるように構成されている。このイオンバンチBのイオン(以下、「シードイオン」という)は、レーザ照射器4から照射されるパルスレーザ光Lをサブターゲット3に照射することによって生成される。レーザ核融合装置1は第1のサイドレーザ照射器5、及び第2のサイドレーザ照射器6を有しており、第1のサイドレーザ照射器5、及び第2のサイドレーザ照射器6は、それぞれパルスレーザ光M,Nをターゲット2の側方から照射可能とするように構成されている。レーザ核融合装置1は発電器7を有しており、この発電器7は、ターゲット2の入射端2aに対向する他端(以下、「出射端」という)2bから供給されるエネルギーを電力に変換可能とするように構成されている。レーザ核融合装置1は電圧印加器8を有しており、この電圧印加器8はターゲット2に接続されている。レーザ核融合装置1は、内部を真空にできる真空容器9を備えている。この真空容器9の内部に、ターゲット2と、サブターゲット3と、発電機7とが配置されている。レーザ照射器4と、第1のサイドレーザ照射器5と、第2のサイドレーザ照射器6と、電圧印加器8とは、制御器10に接続されている。制御器10は、レーザ照射器4と、第1のサイドレーザ照射器5と、第2のサイドレーザ照射器6と、電圧印加器8とを制御可能に構成されている。
A laser fusion apparatus having a side laser irradiator according to an embodiment of the present invention will be described.
Referring to FIG. 1, a laser fusion device 1 includes an elongated target 2. The laser fusion apparatus 1 has a sub-target 3, and this sub-target 3 sends an ion bunch B, which is a bundle of ions, to one end (hereinafter referred to as “incident end”) 2 a in the longitudinal direction of the target 2. It is configured to be able to. The ions of the ion bunch B (hereinafter referred to as “seed ions”) are generated by irradiating the sub target 3 with the pulsed laser light L emitted from the laser irradiator 4. The laser fusion apparatus 1 has a first side laser irradiator 5 and a second side laser irradiator 6, and the first side laser irradiator 5 and the second side laser irradiator 6 are Each is configured to be able to irradiate pulse laser beams M and N from the side of the target 2. The laser fusion apparatus 1 has a power generator 7, which uses energy supplied from the other end (hereinafter referred to as “exit end”) 2 b facing the incident end 2 a of the target 2 as electric power. It is configured to be convertible. The laser fusion device 1 has a voltage applicator 8, which is connected to the target 2. The laser fusion apparatus 1 includes a vacuum vessel 9 that can be evacuated. A target 2, a sub-target 3, and a generator 7 are arranged inside the vacuum vessel 9. The laser irradiator 4, the first side laser irradiator 5, the second side laser irradiator 6, and the voltage applicator 8 are connected to the controller 10. The controller 10 is configured to be able to control the laser irradiator 4, the first side laser irradiator 5, the second side laser irradiator 6, and the voltage applicator 8.

図2を参照すると、レーザ核融合装置1はレーザ発振器11を有しており、このレーザ発振器11は、パルスレーザ光Pを第1のサイドレーザ照射器5と、第2のサイドレーザ照射器6とに供給可能とするように構成されている。さらに、レーザ核融合装置1はパルス電圧発生器12を有している。なお、特に図示しないが、レーザ発振器11及びパルス電圧発生器12もまた、制御器10に接続されている。   Referring to FIG. 2, the laser fusion apparatus 1 includes a laser oscillator 11, and the laser oscillator 11 converts the pulse laser beam P into a first side laser irradiator 5 and a second side laser irradiator 6. It is comprised so that supply is possible. Further, the laser fusion device 1 has a pulse voltage generator 12. Although not particularly shown, the laser oscillator 11 and the pulse voltage generator 12 are also connected to the controller 10.

ターゲット2について、図1〜図3を参照して説明する。
図2を参照すると、ターゲット2は複数の反応部21を有しており、これらの反応部21は、核融合燃料となる反応物質により構成されている。核融合がDT反応系である場合、反応部21の反応物質は重水素、三重水素、又は重水素及び/若しくは三重水素を構成元素として含む炭化水素の分子若しくは高分子(例えば、CxDy、CxTy)等であるとよく、核融合がpB反応系である場合、反応部21の反応物質は固体のデカボラン(B1014)となっているとよい。このような複数の反応部21は、ターゲット2の長手方向に並んで配置されている。図3を参照すると、ターゲット2の長手方向の中間部2cより入射端2a側の領域(以下、「入射側領域」という)2dでは、ターゲット2の長手方向に直交する各反応部21の横断面の面積が、互いに等しくなっている。一方で、ターゲット2の中間部2cより出射端2b側の領域(以下、「出射側領域」という)2eでは、ターゲット2の長手方向に直交する各反応部21の横断面の面積が、ターゲット2の中間部2cから出射端2bに向かうに連れて増加している。また、特に図示はしないが、各反応部21には、電圧印加器8によって別々に電圧が印加されるように構成されている。このような電圧の印加によって、各反応部21には電界が発生することとなり、この電界によって、正の電荷を有するシードイオンに対して、反応部21の外周から中心に向かう力が作用することとなる。さらに、図1に示すように、ターゲット2の入射側領域2dには、第1のサイドレーザ照射器5からのパルスレーザ光Mと、第2のサイドレーザ照射器6からのパルスレーザ光Nとが照射される。
The target 2 will be described with reference to FIGS.
Referring to FIG. 2, the target 2 has a plurality of reaction parts 21, and these reaction parts 21 are made of a reactant that becomes a fusion fuel. When nuclear fusion is a DT reaction system, the reactant in the reaction unit 21 is deuterium, tritium, or a hydrocarbon molecule or polymer containing deuterium and / or tritium as a constituent element (for example, CxDy, CxTy). When the fusion is a pB reaction system, the reactant in the reaction unit 21 is preferably solid decaborane (B 10 H 14 ). Such a plurality of reaction parts 21 are arranged side by side in the longitudinal direction of the target 2. Referring to FIG. 3, in a region 2 d closer to the incident end 2 a than the intermediate portion 2 c in the longitudinal direction of the target 2 (hereinafter referred to as “incident side region”) 2 d, the cross section of each reaction unit 21 orthogonal to the longitudinal direction of the target 2. Are equal to each other. On the other hand, in the region 2e on the emission end 2b side (hereinafter referred to as “emission side region”) 2e from the intermediate portion 2c of the target 2, the area of the cross section of each reaction portion 21 orthogonal to the longitudinal direction of the target 2 is Increases from the intermediate portion 2c toward the exit end 2b. Further, although not particularly illustrated, each reaction unit 21 is configured to be separately applied with a voltage by the voltage applicator 8. By applying such a voltage, an electric field is generated in each reaction part 21, and a force from the outer periphery of the reaction part 21 toward the center acts on seed ions having a positive charge. It becomes. Further, as shown in FIG. 1, the incident side region 2 d of the target 2 has a pulse laser beam M from the first side laser irradiator 5 and a pulse laser beam N from the second side laser irradiator 6. Is irradiated.

サブターゲット3について、図1及び図2を参照して説明する。
ターゲット2の入射端2a側に配置されたサブターゲット3は、ターゲット2と同じ種類の反応物質から構成されている。また、サブターゲット3は、略半球面薄膜状に形成されており、ターゲット2の出射端2bから入射端2aに向かう方向に突出するように湾曲している。また、特に図示はしないが、サブターゲット3は、ターゲット2の横断面中心を通ってターゲット2の入射端2aから出射端2bに向かって長手方向に延びる中心軸2f上に配置されている。
The sub target 3 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
The sub-target 3 disposed on the incident end 2 a side of the target 2 is made of the same type of reactant as that of the target 2. The sub-target 3 is formed in a substantially hemispherical thin film shape, and is curved so as to protrude in a direction from the emission end 2b of the target 2 toward the incidence end 2a. Although not particularly shown, the sub-target 3 is disposed on a central axis 2 f that extends in the longitudinal direction from the incident end 2 a of the target 2 toward the emission end 2 b through the center of the cross section of the target 2.

レーザ照射器4、第1のサイドレーザ照射器5、第2のサイドレーザ照射器6、レーザ発振器11、及びパルス電圧発生器12について、図1、図2、及び図4〜図6を参照して説明する。
図2を参照すると、レーザ照射器4はポッケルスセル41を有しており、ポッケルスセル41は、レーザ発振器11により供給されるパルスレーザ光Pから、1つのパルスを含むパルスレーザ光L1を取り出すレーザ取り出し部として構成されている。図4(a)を参照すると、レーザ発振器11から供給されるパルスレーザ光Pは、周期T1(周波数f1)で励起された複数のパルスを含んでいる。一例として、パルスレーザ光Pは、TW(テラワット)単位の出力レベルを有するピコ秒レーザ光又はフェムト秒レーザ光であると好ましい。再び図2を参照すると、レーザ照射器4はパルスストレッチャ42を有しており、パルスストレッチャ42は、ポッケルスセル41により取り出されたパルスレーザ光L1のパルス幅を増幅するパルス幅増幅部として構成されている。レーザ照射器4はアンプ43を有しており、このアンプ43は、パルスストレッチャ42によりパルス幅を増幅したパルスレーザ光L2の強度を増幅させるレーザ増幅部として構成されている。レーザ照射器4はパルスコンプレッサ44を有しており、このパルスコンプレッサ44は、アンプ43により強度を増幅させたパルスレーザ光L3のパルス幅を圧縮するパルス幅圧縮部として構成されている。レーザ照射器4は集光ミラー45を有しており、この集光ミラー45は、パルスコンプレッサ44によりパルス幅を縮小したパルスレーザ光L4を集光する集光部として構成されている。このような集光ミラー45により集光されたパルスレーザ光Lが、サブターゲット3に照射されることとなる。
The laser irradiator 4, the first side laser irradiator 5, the second side laser irradiator 6, the laser oscillator 11, and the pulse voltage generator 12 are described with reference to FIGS. 1, 2, and 4 to 6. I will explain.
Referring to FIG. 2, the laser irradiator 4 has a Pockels cell 41, and the Pockels cell 41 is a laser that extracts a pulsed laser beam L <b> 1 including one pulse from a pulsed laser beam P supplied by the laser oscillator 11. It is comprised as an extraction part. Referring to FIG. 4A, the pulsed laser light P supplied from the laser oscillator 11 includes a plurality of pulses excited at a period T1 (frequency f1). As an example, the pulse laser beam P is preferably a picosecond laser beam or a femtosecond laser beam having an output level of TW (terawatts). Referring again to FIG. 2, the laser irradiator 4 has a pulse stretcher 42, and the pulse stretcher 42 is configured as a pulse width amplification unit that amplifies the pulse width of the pulse laser light L <b> 1 extracted by the Pockels cell 41. ing. The laser irradiator 4 includes an amplifier 43. The amplifier 43 is configured as a laser amplification unit that amplifies the intensity of the pulsed laser light L2 whose pulse width is amplified by the pulse stretcher 42. The laser irradiator 4 has a pulse compressor 44, and the pulse compressor 44 is configured as a pulse width compression unit that compresses the pulse width of the pulse laser light L3 whose intensity is amplified by the amplifier 43. The laser irradiator 4 has a condensing mirror 45, and the condensing mirror 45 is configured as a condensing unit that condenses the pulsed laser light L 4 whose pulse width is reduced by the pulse compressor 44. The pulse laser beam L condensed by such a condensing mirror 45 is irradiated to the sub-target 3.

図2を参照すると、第1のサイドレーザ照射器5は、複数のサイドレーザ照射機構50を有している。サイドレーザ照射機構50は、それぞれターゲット2の複数の反応部21にパルスレーザ光を照射可能とするように、ターゲット2の長手方向に並んで配置されている。なお、本発明の実施形態では、25個のサイドレーザ照射機構50が設けられており、特に、図2では、25個のサイドレーザ照射機構50の内でターゲット2の出射端2aから1番目、2番目、及び25番目に配置された3個のサイドレーザ照射機構50が示されている。なお、第2のサイドレーザ照射器6は第1のサイドレーザ照射器5と同様に構成されているので、第2のサイドレーザ照射器6に関する説明は省略する。   Referring to FIG. 2, the first side laser irradiator 5 has a plurality of side laser irradiation mechanisms 50. The side laser irradiation mechanisms 50 are arranged side by side in the longitudinal direction of the target 2 so that the plurality of reaction portions 21 of the target 2 can be irradiated with pulsed laser light. In the embodiment of the present invention, 25 side laser irradiation mechanisms 50 are provided. In particular, in FIG. 2, the first of the 25 side laser irradiation mechanisms 50 from the emission end 2a of the target 2, Three side laser irradiation mechanisms 50 arranged in the second and 25th positions are shown. Note that the second side laser irradiator 6 is configured in the same manner as the first side laser irradiator 5, and thus the description of the second side laser irradiator 6 is omitted.

図2を参照すると、サイドレーザ照射機構50はポッケルスセル51を有しており、このポッケルスセル51は、レーザ発振器11により供給されるパルスレーザ光Pから、1つのパルスを含むパルスレーザ光M1(図4(b)を参照)を取り出すサイドレーザ取り出し部として構成されている。このポッケルスセル51には電圧増幅器51aが設けられている。各電圧増幅器51aは、パルス電圧発生器12に接続されている。パルス電圧発生器12は、周期T2(周波数f2)で励起された複数の矩形パルスを含む矩形パルス波(図5を参照)に基づいて、電圧を発生させることができるように構成されている。サイドレーザ照射機構50は調整領域50aを有しており、この調整領域50aは、ポッケルスセル51により取り出されたパルスレーザ光M1を、ターゲット2に照射するために調整する構成となっている。   Referring to FIG. 2, the side laser irradiation mechanism 50 has a Pockels cell 51. The Pockels cell 51 includes a pulse laser beam M1 (one pulse) from a pulse laser beam P supplied by the laser oscillator 11. This is configured as a side laser extraction unit for extracting (see FIG. 4B). The Pockels cell 51 is provided with a voltage amplifier 51a. Each voltage amplifier 51 a is connected to the pulse voltage generator 12. The pulse voltage generator 12 is configured to generate a voltage based on a rectangular pulse wave (see FIG. 5) including a plurality of rectangular pulses excited at a period T2 (frequency f2). The side laser irradiation mechanism 50 has an adjustment region 50a, and this adjustment region 50a is configured to adjust the pulse laser light M1 extracted by the Pockels cell 51 so as to irradiate the target 2.

調整領域50aの詳細について、図6、図7、及び図8(a)〜図8(d)を参照して説明する。図6を参照すると、調整領域50aはパルスストレッチャ52を有しており、このパルスストレッチャ52は、ポッケルスセル51により取り出されたパルスレーザ光M1のパルス幅を増幅するパルス幅増幅部として構成されている。調整領域50aはアンプ53を有しており、このアンプ53は、パルスストレッチャ52によりパルス幅を増幅したパルスレーザ光M2の強度を増幅させるレーザ増幅部として構成されている。調整領域50aはエキスパンダ54を有しており、このエキスパンダ54は、アンプ53により強度を増幅させたパルスレーザ光M3の断面一方向(以下、「幅方向」という)の幅w1(図8(a)を参照)を拡大する拡大部として構成されている。調整領域50aはミラーパスランパ55を有している。図7を参照すると、ミラーパスランパ55は、エキスパンダ54により幅を増加されたパルスレーザ光M4を幅方向にi分割(i=2,3,・・・)し、かつ分割されたパルスレーザ光同士の間に屈折させることによって光路差D(=1/2D×2)をもたらす分割及び屈折部として構成されている。   Details of the adjustment region 50a will be described with reference to FIGS. 6, 7, and 8A to 8D. Referring to FIG. 6, the adjustment region 50 a includes a pulse stretcher 52, and this pulse stretcher 52 is configured as a pulse width amplification unit that amplifies the pulse width of the pulse laser light M <b> 1 extracted by the Pockels cell 51. Yes. The adjustment region 50 a includes an amplifier 53, and the amplifier 53 is configured as a laser amplification unit that amplifies the intensity of the pulsed laser light M <b> 2 whose pulse width is amplified by the pulse stretcher 52. The adjustment region 50a has an expander 54. The expander 54 has a width w1 (FIG. 8) in one direction (hereinafter referred to as “width direction”) of the pulse laser beam M3 whose intensity is amplified by the amplifier 53. (See (a)). The adjustment area 50 a has a mirror path lamper 55. Referring to FIG. 7, the mirror path lamper 55 divides the pulse laser beam M4 whose width is increased by the expander 54 into i (i = 2, 3,...) In the width direction, and the divided pulse laser. It is configured as a splitting and refracting portion that causes an optical path difference D (= 1 / 2D × 2) by refracting between the lights.

再び図6を参照すると、調整領域50aは縮小モジュール56を有しており、この縮小モジュール56は、ミラーパスランパ55により分割かつ屈折された複数のパルスレーザ光m5(以下、「分割レーザ光」という)を有するパルスレーザ光M5について、その幅w2(図8(b)を参照)を縮小する縮小部として構成されている。調整領域50aは回転モジュール57を有しており、この回転モジュール57は、縮小モジュール56により縮小された複数の分割レーザ光m6を有するパルスレーザ光M6について、その幅方向に直交する断面の厚さ方向を、ターゲット2の長手方向に対して角度z1で回転させる回転部として構成されている。一例として、角度z1は、パルスレーザ光M6の厚さ方向をターゲット2に直交させるように設定されるとよく、詳細には、角度z1は90度であると好ましい。調整領域50aはパルスコンプレッサ58を有しており、このパルスコンプレッサ58は、回転モジュール57により回転した複数の分割レーザ光m7を有するパルスレーザ光M7について、そのパルス幅を縮小するパルス幅圧縮部として構成されている。調整領域50aは集光ミラー59を有しており、この集光ミラー59は、パルスコンプレッサ58によりパルス幅を増幅した複数の分割レーザ光m8を有するパルスレーザ光M8を集光する集光部として構成されている。このような集光ミラー59により集光されたパルスレーザ光Mが、ターゲット2に照射されることとなる。   Referring again to FIG. 6, the adjustment region 50 a includes a reduction module 56, which includes a plurality of pulsed laser beams m <b> 5 (hereinafter referred to as “divided laser beams”) that are split and refracted by the mirror path lamper 55. Is configured as a reduction unit that reduces the width w2 (see FIG. 8B). The adjustment region 50a includes a rotation module 57. The rotation module 57 has a thickness of a cross section perpendicular to the width direction of the pulse laser beam M6 having a plurality of divided laser beams m6 reduced by the reduction module 56. It is configured as a rotating unit that rotates the direction at an angle z <b> 1 with respect to the longitudinal direction of the target 2. As an example, the angle z1 may be set so that the thickness direction of the pulsed laser light M6 is orthogonal to the target 2. Specifically, the angle z1 is preferably 90 degrees. The adjustment region 50a includes a pulse compressor 58. The pulse compressor 58 serves as a pulse width compression unit that reduces the pulse width of the pulse laser beam M7 having a plurality of divided laser beams m7 rotated by the rotation module 57. It is configured. The adjustment region 50a has a condensing mirror 59. The condensing mirror 59 serves as a condensing unit that condenses the pulse laser beam M8 having a plurality of divided laser beams m8 amplified by the pulse compressor 58. It is configured. The target 2 is irradiated with the pulsed laser light M condensed by such a condensing mirror 59.

ここで、ミラーパスランパ55の詳細な構成について、図7を参照して説明する。
ミラーパスランパ55は複数のミラーを有している。図7では、一例として、ミラーパスランパ55が4つのミラー55a,55b,55c,55dを有している場合について説明する。4つのミラー55a〜55dは等間隔に配置されており、ミラー55a〜55dの反射面は同一方向を向き、かつ互いに平行となっている。ミラー55a〜55dの反射面は、入射されるパルスレーザ光M4に対して角度z2とするように配置されている。このようなミラーパスランパ55に入射したパルスレーザ光M4は、ミラー55a〜55dによって、4つの分割レーザ光m5に分割されるとともに角度2×z2で屈折することとなる。
Here, a detailed configuration of the mirror path lamper 55 will be described with reference to FIG.
The mirror path lamper 55 has a plurality of mirrors. In FIG. 7, as an example, a case where the mirror path lamper 55 includes four mirrors 55a, 55b, 55c, and 55d will be described. The four mirrors 55a to 55d are arranged at equal intervals, and the reflecting surfaces of the mirrors 55a to 55d face the same direction and are parallel to each other. The reflecting surfaces of the mirrors 55a to 55d are arranged so as to have an angle z2 with respect to the incident pulse laser beam M4. The pulse laser beam M4 incident on the mirror path lamper 55 is split into four split laser beams m5 by the mirrors 55a to 55d and refracted at an angle of 2 × z2.

発電器7について、図1を参照して説明する。
ターゲット2の出射端2a側に配置された発電器7は、ターゲット2の中心軸2f上に配置されている。発電器7は、ターゲット2の出射端2bから供給されるイオンバンチBのエネルギーを電力に変換可能とするように構成されている。
The power generator 7 will be described with reference to FIG.
The power generator 7 disposed on the emission end 2 a side of the target 2 is disposed on the central axis 2 f of the target 2. The power generator 7 is configured to convert the energy of the ion bunch B supplied from the emission end 2b of the target 2 into electric power.

電圧印加器8について、図1を参照して説明する。
電圧印加器8は、ターゲット2に接続されており、ターゲット2の各反応部21に別々に電圧を印加できる。そのため、各反応部21に別々に電界が生じることとなる。
The voltage applicator 8 will be described with reference to FIG.
The voltage applicator 8 is connected to the target 2 and can apply a voltage to each reaction part 21 of the target 2 separately. Therefore, an electric field is generated in each reaction part 21 separately.

制御器10について、図1を参照して説明する。
制御器10は、レーザ照射器4によるパルスレーザ光Lの照射と、第1のサイドレーザ照射器5による分割レーザ光mを含むパルスレーザ光Mの照射と、第2のサイドレーザ照射器6によるパルスレーザ光Nの照射と、電圧印加器8によるターゲット2の反応部21への電圧印加とを同期させるような制御が可能となっている。
The controller 10 will be described with reference to FIG.
The controller 10 irradiates the pulsed laser light L by the laser irradiator 4, irradiates the pulsed laser light M including the divided laser light m by the first side laser irradiator 5, and uses the second side laser irradiator 6. Control that synchronizes irradiation of the pulse laser beam N and voltage application to the reaction part 21 of the target 2 by the voltage applicator 8 is possible.

本発明の実施形態のレーザ核融合装置1におけるレーザ核融合の動作について、図1を参照して説明する。なお、レーザ照射器4、第1のサイドレーザ照射器5、第2のサイドレーザ照射器6、レーザ発振器11、及びパルス電圧発生器12の詳細な動作については後述する。
制御器10の制御によって、レーザ照射器4からのパルスレーザ光Lをサブターゲット3に照射して、サブターゲット3によってシードイオンを生成する。生成されたシードイオンの束であるイオンバンチBが、ターゲット2の入射端2aに送られる。入射端2aに送られたイオンバンチBは、ターゲット2の入射端2aから出射端2bに向かって順次各反応部21に送られる。シードイオンのイオンバンチBが反応部21に到達する前に、制御器10の制御によって、この反応部21に第1のサイドレーザ照射器5からのパルスレーザ光Mを照射し、さらに、イオンバンチBが反応部21に到達すると同時に、制御器10の制御によって、この反応部21に第2のサイドレーザ照射器6からのパルスレーザ光Nを照射し、かつこの反応部21に電圧印加器8により電圧を印加する。このような第1のサイドレーザ照射器5からのパルスレーザ光M、及び第2のサイドレーザ照射器6からのパルスレーザ光Nを、ターゲット2の入射端2aから出射端2bに向かって順次各反応部21に照射する。また、電圧印加器8によって、ターゲット2の入射端2aから出射端2bに向かって順次反応部21に電圧を印加する。その後、ターゲット2を通過してターゲット2の出射端2bから送られるイオンバンチBのエネルギーを、発電器7によって電力に変換する。
The operation of laser fusion in the laser fusion apparatus 1 of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Detailed operations of the laser irradiator 4, the first side laser irradiator 5, the second side laser irradiator 6, the laser oscillator 11, and the pulse voltage generator 12 will be described later.
Under the control of the controller 10, the sub target 3 is irradiated with the pulsed laser light L from the laser irradiator 4, and seed ions are generated by the sub target 3. An ion bunch B, which is a bundle of generated seed ions, is sent to the incident end 2 a of the target 2. The ion bunches B sent to the incident end 2a are sequentially sent to the reaction units 21 from the incident end 2a of the target 2 toward the exit end 2b. Before the ion bunches B of the seed ions reach the reaction unit 21, the reaction unit 21 is irradiated with the pulse laser light M from the first side laser irradiator 5 under the control of the controller 10. At the same time that B reaches the reaction part 21, the control part 10 controls the reaction part 21 to be irradiated with the pulsed laser light N from the second side laser irradiator 6, and the reaction part 21 is irradiated with the voltage applicator 8. Apply voltage by The pulse laser beam M from the first side laser irradiator 5 and the pulse laser beam N from the second side laser irradiator 6 are sequentially transferred from the incident end 2a to the emission end 2b of the target 2, respectively. The reaction unit 21 is irradiated. Further, a voltage is applied to the reaction unit 21 sequentially by the voltage applicator 8 from the incident end 2a of the target 2 toward the exit end 2b. Thereafter, the energy of the ion bunch B that passes through the target 2 and is sent from the emission end 2 b of the target 2 is converted into electric power by the power generator 7.

ここで、レーザ発振器11の詳細な動作について、図2を参照して説明する。なお。第2サイドレーザ照射器6の詳細な動作については、第1のサイドレーザ照射器5と同様であるので、省略する。
制御器10に制御されたレーザ発振器11によって、周期t1(周波数f1)で励起された複数のパルスを含むパルスレーザ光P(図4(a)を参照)を発振し、このパルスレーザ光Pをレーザ照射器4に供給する。その後、パルスレーザ光Pを第1のサイドレーザ照射器5に供給する。第1のサイドレーザ照射器5では、パルスレーザ光Pを、ターゲット2の入射端2aのサイドレーザ照射機構50から出射端2bのサイドレーザ照射機構50に向かって順次供給する。特に図示はしないが、第2のサイドレーザ照射器6でもまた、パルスレーザ光Pを、ターゲット2の入射端2aのサイドレーザ照射機構から出射端2bのサイドレーザ照射機構に向かって順次供給する。
Here, the detailed operation of the laser oscillator 11 will be described with reference to FIG. Note that. Since the detailed operation of the second side laser irradiator 6 is the same as that of the first side laser irradiator 5, it will be omitted.
The laser oscillator 11 controlled by the controller 10 oscillates a pulsed laser beam P (see FIG. 4A) including a plurality of pulses excited at a period t1 (frequency f1). Supply to the laser irradiator 4. Thereafter, the pulse laser beam P is supplied to the first side laser irradiator 5. In the first side laser irradiator 5, the pulsed laser light P is sequentially supplied from the side laser irradiation mechanism 50 at the incident end 2a of the target 2 toward the side laser irradiation mechanism 50 at the emission end 2b. Although not particularly shown, the second side laser irradiator 6 also sequentially supplies the pulsed laser light P from the side laser irradiation mechanism at the incident end 2a of the target 2 toward the side laser irradiation mechanism at the emission end 2b.

レーザ照射器4の詳細な動作について、図2を参照して説明する。
レーザ照射器4のポッケルスセル41が、供給されたパルスレーザ光Pの複数のパルスの内1番目のパルスに相当するパルスレーザ光L1を取り出す。パルスストレッチャ42が、この取り出したパルスレーザ光L1のパルス幅を増幅する。アンプ43が、パルス幅を増幅したパルスレーザ光L2の強度を増幅する。パルスコンプレッサ44が、強度を増幅したパルスレーザ光L3のパルス幅を圧縮する。集光ミラー45が、パルス幅を圧縮したパルスレーザ光L4を集光して、集光されたパルスレーザ光L5がサブターゲット3に照射される。
The detailed operation of the laser irradiator 4 will be described with reference to FIG.
The Pockels cell 41 of the laser irradiator 4 takes out the pulsed laser light L1 corresponding to the first pulse among the plurality of pulses of the supplied pulsed laser light P. The pulse stretcher 42 amplifies the pulse width of the extracted pulsed laser light L1. The amplifier 43 amplifies the intensity of the pulsed laser light L2 whose pulse width is amplified. The pulse compressor 44 compresses the pulse width of the pulsed laser light L3 whose intensity has been amplified. The condensing mirror 45 condenses the pulsed laser light L4 whose pulse width is compressed, and the condensed pulsed laser light L5 is irradiated onto the sub-target 3.

第1のサイドレーザ照射器5の詳細な動作について、図2、図6、及び図7を参照して説明する。
図2を参照すると、第1のサイドレーザ照射器5における最もターゲット2の入射端2a側に配置されたサイドレーザ照射機構50において、ポッケルスセル51が、供給されたパルスレーザ光Pの複数のパルスの内2番目のパルスに相当するパルスレーザ光M1を取り出す。続けて、最もターゲット2の入射端2aを基準として2番目に配置されたサイドレーザ照射機構50において、ポッケルスセル51が、供給されたパルスレーザ光Pの複数のパルスの内3番目のパルスに相当するパルスレーザ光M1を取り出す。さらに、ターゲットの入射端2aを基準として3番目〜25番目に配置されたサイドレーザ照射機構50において、ポッケルスセル51が、それぞれ供給されたパルスレーザ光Pの複数のパルスの内4番目〜26番目のパルスを順次取り出す。
The detailed operation of the first side laser irradiator 5 will be described with reference to FIGS. 2, 6, and 7. FIG.
Referring to FIG. 2, in the side laser irradiation mechanism 50 arranged closest to the incident end 2 a of the target 2 in the first side laser irradiator 5, the Pockels cell 51 has a plurality of pulses of the supplied pulsed laser light P. The pulse laser beam M1 corresponding to the second pulse is extracted. Subsequently, in the side laser irradiation mechanism 50 arranged second with respect to the incident end 2a of the target 2, the Pockels cell 51 corresponds to the third pulse among the plurality of pulses of the supplied pulsed laser light P. The pulse laser beam M1 to be extracted is taken out. Further, in the side laser irradiation mechanism 50 arranged at the third to 25th positions with respect to the incident end 2a of the target, the Pockels cell 51 is the fourth to the 26th of the plurality of pulses of the supplied pulsed laser light P, respectively. The pulses are sequentially extracted.

ここで、各ポッケルスセル51にて順次パルスレーザ光M1を取り出す際には、制御器10に制御されたパルス電圧発生器12によって、周期t2(周波数f2)で励起された複数の矩形パルスを含む矩形パルス波(図5を参照)を各ポッケルスセル51の電圧増幅器51aに印加する。各ポッケルスセル51の電圧増幅器51aでは、各ポッケルスセル51のパルスレーザ光M1を取り出すタイミングに一致する矩形パルス波の矩形パルスの電圧を増幅する。これによって、ターゲット2の入射端2aを基準として1番目〜25番目のサイドレーザ照射機構50において、ポッケルスセル51によって、供給されたパルスレーザ光Pの複数のパルスの内2番目〜26番目のパルスが順次取り出されることとなる。   Here, when the pulse laser beam M1 is sequentially extracted by each Pockels cell 51, the pulse voltage generator 12 controlled by the controller 10 includes a plurality of rectangular pulses excited at a period t2 (frequency f2). A rectangular pulse wave (see FIG. 5) is applied to the voltage amplifier 51 a of each Pockels cell 51. The voltage amplifier 51a of each Pockels cell 51 amplifies the rectangular pulse voltage of the rectangular pulse wave that coincides with the timing at which the pulse laser beam M1 of each Pockels cell 51 is extracted. Thus, in the first to 25th side laser irradiation mechanisms 50 based on the incident end 2a of the target 2, the second to 26th pulses among the plurality of pulses of the pulsed laser light P supplied by the Pockels cell 51 are used. Are sequentially taken out.

さらに、図6〜図8を参照して、サイドレーザ照射機構50の調整領域50aの動作について、ターゲット2の入射端2aを基準として1番目のサイドレーザ照射機構50を用いて説明する。ターゲット2の入射端2aを基準として2番目〜25番目のサイドレーザ照射機構50については、1番目のサイドレーザ照射機構50と同様の構成であるので、説明を省略する。   Further, the operation of the adjustment region 50a of the side laser irradiation mechanism 50 will be described using the first side laser irradiation mechanism 50 with reference to the incident end 2a of the target 2 with reference to FIGS. The second to 25th side laser irradiation mechanisms 50 based on the incident end 2a of the target 2 have the same configuration as that of the first side laser irradiation mechanism 50, and thus the description thereof is omitted.

図6を参照すると、パルスストレッチャ52が、取り出したパルスレーザ光M1のパルス幅を増幅する。アンプ53が、パルス幅を増幅したパルスレーザ光M2の強度を増幅する。このように強度を増幅したパルスレーザ光M3の断面は、幅w1及び厚さtとなっている(図8(a)を参照)。エキスパンダ54が、このパルスレーザ光M3の断面の幅w1を拡大する。断面の幅を拡大したパルスレーザ光M4は、幅w2及び厚さtとなっている(図8(b)を参照)。ミラーパスランパ55が、このパルスレーザ光M4を分割し、かつ分割された分割レーザ光m5のそれぞれに光路差Dをもたらす(図7を参照)。縮小モジュール56が、分割レーザ光m5を含むパルスレーザ光M5の断面の幅w2を縮小する。縮小されたパルスレーザ光M6の断面は、幅w3及び厚さtとなっている(図8(c)を参照)。なお、一例として、幅w3は厚さtより大きくなっているが、幅w3は厚さtより小さくなっていてもよい。回転モジュール57が、このパルスレーザ光M6の厚さ方向をターゲット2の長手方向に対して直交させるように、角度z1で回転させる(図8(d)を参照)。パルスコンプレッサ58が、回転した複数の分割レーザ光m7を含むパルスレーザ光M7のパルス幅を圧縮する。集光ミラー59が、圧縮した複数の分割レーザ光m8のパルスレーザ光M8を集光する。集光された複数の分割レーザ光mを含むパルスレーザ光Mが、ターゲット2の最も入射端2a側に配置された反応部21に照射される。複数の分割レーザ光mのそれぞれは、互いに時間差をもって順次反応部21に照射されることとなる。   Referring to FIG. 6, the pulse stretcher 52 amplifies the pulse width of the extracted pulsed laser beam M1. The amplifier 53 amplifies the intensity of the pulsed laser light M2 whose pulse width is amplified. The cross section of the pulse laser beam M3 whose intensity has been amplified in this way has a width w1 and a thickness t (see FIG. 8A). The expander 54 expands the width w1 of the cross section of the pulse laser beam M3. The pulse laser beam M4 whose cross-sectional width is enlarged has a width w2 and a thickness t (see FIG. 8B). The mirror path lamper 55 divides the pulse laser beam M4 and causes an optical path difference D to each of the divided divided laser beams m5 (see FIG. 7). The reduction module 56 reduces the width w2 of the cross section of the pulse laser beam M5 including the divided laser beam m5. The cross section of the reduced pulse laser beam M6 has a width w3 and a thickness t (see FIG. 8C). As an example, the width w3 is larger than the thickness t, but the width w3 may be smaller than the thickness t. The rotation module 57 rotates at an angle z1 so that the thickness direction of the pulse laser beam M6 is orthogonal to the longitudinal direction of the target 2 (see FIG. 8D). The pulse compressor 58 compresses the pulse width of the pulse laser beam M7 including the plurality of rotated divided laser beams m7. The condensing mirror 59 condenses the compressed pulse laser light M8 of the plurality of divided laser lights m8. A pulsed laser beam M including a plurality of condensed laser beams m is irradiated onto the reaction portion 21 arranged closest to the incident end 2 a of the target 2. Each of the plurality of divided laser beams m is sequentially irradiated onto the reaction unit 21 with a time difference.

このような動作によってターゲット2内で発生する核融合の作用について、図1を参照して説明する。
サブターゲット3から送られたイオンバンチB内のシードイオンは、ターゲット2の最も出射端2a側の反応部21に到達する前に、この反応部21に第1のサイドレーザ照射器5からのパルスレーザ光Mが照射され、その結果、プラズマが発生して、反応部21におけるイオン(以下、「反応物質イオン」という)及び電子の温度が上昇する。反応物質イオンの温度が上昇することによって、反応物質の核的阻止能が低下することとなり、電子の温度が上昇することによって、反応物質の電子的阻止能が低下することとなる。そのため、シードイオンがターゲット2を通過する際に、シードイオンのエネルギーが反応物質イオン及び電子に奪われることが防止される。また、このような第1のサイドレーザ照射器5からのパルスレーザ光Mが反応部21に照射されることによって、近年研究報告されている「クラスタ粒子のクーロン爆発現象」、「薄膜形状物質の高電場シース加速」等の現象のように、反応物質イオンが加速される。
The action of fusion generated in the target 2 by such an operation will be described with reference to FIG.
Before the seed ions in the ion bunch B sent from the sub-target 3 reach the reaction part 21 closest to the emission end 2 a of the target 2, a pulse from the first side laser irradiator 5 is applied to the reaction part 21. As a result, the laser beam M is irradiated, plasma is generated, and the temperature of ions (hereinafter referred to as “reactant ions”) and electrons in the reaction portion 21 rises. Increasing the temperature of the reactant ions will decrease the nuclear stopping power of the reactants, and increasing the temperature of the electrons will decrease the electronic stopping power of the reactants. Therefore, when the seed ions pass through the target 2, the energy of the seed ions is prevented from being taken away by the reactant ions and electrons. Further, by irradiating the reaction part 21 with the pulse laser beam M from the first side laser irradiator 5 as described above, the “Coulomb explosion phenomenon of cluster particles” and “ Reactant ions are accelerated like phenomena such as “high field sheath acceleration”.

シードイオンがターゲット2の最も出射端2a側の反応部21に到達すると同時に、この反応部21に第2のサイドレーザ照射器6からのパルスレーザ光Nを照射することによってプラズマが発生して、イオンをターゲット2の入射端2aから出射端2bに向かって加速させるレーザ光圧が生じる。このとき、第1のサイドレーザ照射器5からのパルスレーザ光Mの照射、及び第2のサイドレーザ照射器6からのパルスレーザ光Nの照射によって加速された反応物質イオンと、シードイオンとの間で、「クーロン弾性散乱」が生ずる。ここで、反応部21とサブターゲット3とは同じ物質であるために、シードイオンと反応物質イオンとは同じ物質のイオンとなるので、「クーロン弾性散乱」によって、シードイオンの運動エネルギーが反応部21内で核融合反応に伴って増加し、この運動エネルギーが反応物質イオンに引き渡されることとなる。また、加速された反応物質イオンが、シードイオンのイオンバンチBに取り込まれて、イオンバンチBの運動エネルギーが増加することとなる。すなわち、「クーロン弾性散乱」によって、核融合反応によって生じた運動エネルギーが、次に発生する核融合反応に寄与するイオンに与えられることとなる。   At the same time as the seed ions reach the reaction part 21 closest to the emission end 2 a of the target 2, plasma is generated by irradiating the reaction part 21 with the pulsed laser light N from the second side laser irradiator 6. Laser light pressure is generated that accelerates ions from the incident end 2a of the target 2 toward the exit end 2b. At this time, the reactant ions accelerated by the irradiation of the pulsed laser light M from the first side laser irradiator 5 and the irradiation of the pulsed laser light N from the second side laser irradiator 6, and the seed ions In between, "Coulomb elastic scattering" occurs. Here, since the reaction part 21 and the sub-target 3 are the same substance, the seed ions and the reactant ions become ions of the same substance. Therefore, the kinetic energy of the seed ions is changed by the “Coulomb elastic scattering”. The kinetic energy is increased with the fusion reaction within the region 21, and this kinetic energy is transferred to the reactant ions. Further, the accelerated reactant ions are taken into the ion bunches B of the seed ions, and the kinetic energy of the ion bunches B increases. That is, the kinetic energy generated by the nuclear fusion reaction is given to ions that contribute to the next nuclear fusion reaction by “Coulomb elastic scattering”.

また、シードイオンがターゲット2の最も出射端2a側の反応部21に到達すると同時に、この反応部21に電圧印加器8によって電圧を印加する。この電圧印加によって反応部21に電界が生じ、この電界によって、正の電荷を有するシードイオンに対して、反応部21の外周から中心に向かう力が作用することとなる。そのため、ターゲット2の中心軸2fに沿って移動するシードイオンの移動方向が、「クーロン弾性散乱」等によって、ターゲット2外に散逸することが抑制されることとなる。   At the same time as the seed ions reach the reaction part 21 closest to the emission end 2 a of the target 2, a voltage is applied to the reaction part 21 by the voltage applicator 8. By applying this voltage, an electric field is generated in the reaction part 21, and a force from the outer periphery of the reaction part 21 toward the center acts on the seed ions having a positive charge. Therefore, the movement direction of the seed ions moving along the central axis 2f of the target 2 is suppressed from being dissipated out of the target 2 due to “Coulomb elastic scattering” or the like.

このような作用が、ターゲット2の入射端2aから中間部2cに向かって、ターゲット2の入射側領域2dの各反応部21で順次繰り返されて、シードイオンの核融合反応がターゲット2の入射端2aから中間部2cに向かって連続的に発生することとなる。   Such an action is sequentially repeated in each reaction part 21 of the incident side region 2d of the target 2 from the incident end 2a of the target 2 toward the intermediate part 2c, and the fusion reaction of the seed ions is performed on the incident end of the target 2. It will generate | occur | produce continuously toward the intermediate part 2c from 2a.

また、ターゲット2の出射側領域2eの反応部21では、ターゲット2の外周からパルスレーザ光が照射されないので、反応部21における反応物質イオン及び電子が冷えた状態となっている。しかしながら、反応物質の核的阻止能及び電子的阻止能によって、シードイオンのイオンバンチBの運動エネルギーが、すぐに反応物質イオンに引き渡され、その結果、ターゲット電子イオン及び電子の温度が上昇することとなる。このように核融合反応によるエネルギーの増加が、ターゲット電子イオン及び電子の加熱によって失われる損失を上回ることを「核融合反応の点火」といい、核融合反応の点火が行なわれるようになる箇所を「核融合反応の点火点」という。   Further, in the reaction part 21 of the emission side region 2e of the target 2, since the pulse laser beam is not irradiated from the outer periphery of the target 2, the reactant ions and electrons in the reaction part 21 are in a cooled state. However, due to the nuclear and electronic stopping power of the reactants, the kinetic energy of the ion bunches B of the seed ions is immediately transferred to the reactant ions, resulting in an increase in the temperature of the target electron ions and electrons. It becomes. In this way, the increase in energy due to the fusion reaction exceeds the loss lost by heating the target electron ions and electrons is called “ignition of the fusion reaction” and the point where the ignition of the fusion reaction takes place. It is called “the ignition point of the fusion reaction”.

また、これらの動作及び作用を鑑みると、第1のサイドレーザ照射器5からのパルスレーザ光M、及び第2のサイドレーザ照射器6からのパルスレーザ光Nが、反応部21に照射された瞬間に、非平衡かつ超高温のプラズマが発生し、イオンバンチBは、ピコ秒単位の短い時間内に「クーロン弾性散乱」及び「核融合反応」を生じながらターゲット2内を移動することとなる。そのため、本発明の実施形態におけるターゲットを用いた核融合反応では、従来のレーザ核融合のように、プラズマに関する「レイリー・テイラーの不安定性」の影響が問題とならず、ターゲット内部を効率的かつ均一に断熱かつ圧縮するという課題が避けられることとなる。   Further, in view of these operations and actions, the pulse laser beam M from the first side laser irradiator 5 and the pulse laser beam N from the second side laser irradiator 6 are irradiated to the reaction unit 21. In a moment, a non-equilibrium and ultra-high temperature plasma is generated, and the ion bunch B moves within the target 2 while generating “Coulomb elastic scattering” and “nuclear fusion reaction” within a short period of picoseconds. . Therefore, in the fusion reaction using the target in the embodiment of the present invention, unlike the conventional laser fusion, the influence of the “Rayleigh-Taylor instability” regarding the plasma is not a problem, and the inside of the target is efficiently and The problem of uniformly insulating and compressing is avoided.

以上のように本発明の実施形態によれば、ターゲット2の側方から照射されるパルスレーザ光M,Nによって、ターゲット2の反応部21にはさらなるイオンが加えられ、さらに、反応部21では、パルスレーザ光M,Nの照射によって電子が移動する一方でイオンが残されることとなる。その結果、ターゲット2の反応部21に電場が形成されること等によって、イオンが加速されることとなり、核融合反応が、ターゲット2の出射端2a側の反応部21から出射端側の反応部21に向かって増幅するとともに、連続して発生することとなる。
また、このような核融合においては、従来のレーザ核融合とは異なり、ターゲット内にてイオンを効率的に生成かつ均一な方向に加速させることが重要となる。特に、ターゲット2が平面状の複数の反応部21を有する場合、ターゲット2の反応部21にてイオンを加速させる電場等の方向は、反応部21の平面に対して垂直になる傾向がある。そこで、イオンの加速方向に一致するターゲット2の長手方向に対して、複数の反応部21の平面を垂直に配置すれば、反応部21にて電場等により加速されたイオンが、ターゲット2の出射端2b側で隣接する反応部21に効率的に送られることとなる。従って、ターゲット2の内部を効率的かつ均一に断熱かつ圧縮するという従来のレーザ核融合の課題を避けて、ターゲット2内にてイオンを効率的に生成かつ均一な方向に加速させることによって、効率的にエネルギーを生成できる。
このような核融合に用いられる第1のサイドレーザ照射器5及び第2のサイドレーザ照射器6では、パルスレーザ光M3の断面の幅を拡大することによって、拡大されたパルスレーザ光M4が幅方向に容易に分割され、さらに、分割されたレーザ光m5同士の間に光路差Dがもたらされるので、分割レーザ光mのそれぞれを、時間差でターゲット2に容易に照射できる。そのため、ターゲットの一端から他端に向かうシードイオンの移動に同期するように、ターゲット2の側方からパルスレーザ光M,Nを連続的に照射することができ、効率的に核融合反応を発生させることができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, further ions are added to the reaction part 21 of the target 2 by the pulse laser beams M and N irradiated from the side of the target 2. As a result of the irradiation of the pulse laser beams M and N, the electrons move while ions are left. As a result, ions are accelerated by forming an electric field in the reaction part 21 of the target 2, and the fusion reaction is performed from the reaction part 21 on the emission end 2 a side of the target 2 to the reaction part on the emission end side. As the signal is amplified toward 21, it is continuously generated.
In such nuclear fusion, unlike conventional laser fusion, it is important to efficiently generate ions in the target and accelerate them in a uniform direction. In particular, when the target 2 has a plurality of planar reaction parts 21, the direction of an electric field or the like that accelerates ions in the reaction part 21 of the target 2 tends to be perpendicular to the plane of the reaction part 21. Therefore, if the planes of the plurality of reaction portions 21 are arranged perpendicular to the longitudinal direction of the target 2 that coincides with the acceleration direction of ions, ions accelerated by an electric field or the like in the reaction portion 21 are emitted from the target 2. It will be efficiently sent to the reaction part 21 adjacent on the end 2b side. Therefore, by avoiding the problem of conventional laser fusion that efficiently and uniformly insulates and compresses the inside of the target 2, ions are efficiently generated in the target 2 and accelerated in a uniform direction. Energy can be generated.
In the first side laser irradiator 5 and the second side laser irradiator 6 used for such nuclear fusion, the width of the cross section of the pulse laser beam M3 is increased, so that the expanded pulse laser beam M4 has a width. Since the laser beam m5 is easily divided in the direction and an optical path difference D is provided between the divided laser beams m5, the target 2 can be easily irradiated with each of the divided laser beams m with a time difference. Therefore, the pulse laser beams M and N can be continuously irradiated from the side of the target 2 so as to synchronize with the movement of seed ions from one end of the target toward the other end, and efficiently generate a fusion reaction. Can be made.

本発明の実施形態によれば、第1のサイドレーザ照射器5及び第2のサイドレーザ照射器6に供給されるパルスレーザ光Pが、互いに時間差を有する複数のパルスを含んだパルスレーザ光からパルス毎に取り出すことによって得られる構成となっているので、ターゲット2の入射端2aから出射端2bに向かうイオンの移動に対してパルスの時間差を利用して正確に同期するように、ターゲット2の側方からパルスレーザ光M,Nをさらに連続的に照射することができ、効率的に核融合反応を発生させることができる。   According to the embodiment of the present invention, the pulse laser beam P supplied to the first side laser irradiator 5 and the second side laser irradiator 6 is generated from the pulse laser beam including a plurality of pulses having a time difference. Since the configuration is obtained by taking out each pulse, the target 2 has a structure that accurately synchronizes the movement of ions from the incident end 2a to the exit end 2b of the target 2 using the time difference of the pulse. Pulse laser beams M and N can be further continuously irradiated from the side, and a nuclear fusion reaction can be efficiently generated.

本発明の実施形態によれば、ターゲット2に注入されるイオンを生成するためにレーザ照射器4に供給されるパルスレーザ光L1が、レーザ発振器11から送られるパルスレーザPの複数のパルス中で1番目のパルスを取り出すことによって得られ、かつ第1のサイドレーザ照射器5及び第2のサイドレーザ照射器6に供給されるパルスレーザ光が、レーザ発振器11から送られるパルスレーザPの複数のパルス中で2番目以降のパルスを取り出すことによって得られる構成となっているので、ターゲット2の入射端2aから出射端2bに向かうイオンの注入タイミング及びこのようなイオンの移動にさらに正確に同期するように、ターゲット2の側方からパルスレーザ光M,Nを連続的に照射することができ、さらに効率的に核融合反応を発生させることができる。   According to the embodiment of the present invention, the pulse laser beam L1 supplied to the laser irradiator 4 to generate ions to be injected into the target 2 is included in a plurality of pulses of the pulse laser P sent from the laser oscillator 11. A pulse laser beam obtained by taking out the first pulse and supplied to the first side laser irradiator 5 and the second side laser irradiator 6 is a plurality of pulse lasers P sent from the laser oscillator 11. Since the configuration is obtained by extracting the second and subsequent pulses in the pulse, it is more accurately synchronized with the ion implantation timing from the incident end 2a to the exit end 2b of the target 2 and the movement of such ions. As described above, the pulse laser beams M and N can be continuously irradiated from the side of the target 2, and the fusion reaction can be performed more efficiently. Produced cell can be.

本発明の実施形態によれば、第1のサイドレーザ照射器5及び第2のサイドレーザ照射器6が、ターゲット2に照射されるパルスレーザ光M,Nの厚さ方向を、ターゲット2の長手方向に対して直交させるように所定の角度z1で回転させている。そのため、ターゲット2の入射端2aから出射端2bに向かうシードイオンの移動方向に沿って、分割レーザ光mが時間差で確実に照射されて、ターゲット2の側方からのパルスレーザ光Mを、イオンの移動に対してさらに正確に同期させることができ、さらに効率的に核融合反応を発生させることができる。また、回転モジュール57により回転される前のパルスレーザ光については、拡大される幅方向がターゲット2の長手方向に直交するので、サイドレーザ機構を互いに接近して配置できる。よって、第1のサイドレーザ照射器5及び第2のサイドレーザ照射器6が小型化可能となり、レーザ核融合装置1が小型化可能となり、かつ効率的に核融合反応を発生させることができる。   According to the embodiment of the present invention, the first side laser irradiator 5 and the second side laser irradiator 6 change the thickness direction of the pulse laser beams M and N irradiated to the target 2 in the longitudinal direction of the target 2. It is rotated at a predetermined angle z1 so as to be orthogonal to the direction. Therefore, the divided laser beam m is reliably irradiated with a time difference along the moving direction of the seed ions from the incident end 2a to the exit end 2b of the target 2, and the pulse laser beam M from the side of the target 2 is ionized. It is possible to synchronize more accurately with respect to the movement of nuclei, and to generate a fusion reaction more efficiently. Further, with respect to the pulsed laser light before being rotated by the rotation module 57, the width direction to be enlarged is orthogonal to the longitudinal direction of the target 2, so that the side laser mechanisms can be arranged close to each other. Therefore, the first side laser irradiator 5 and the second side laser irradiator 6 can be miniaturized, the laser fusion apparatus 1 can be miniaturized, and a nuclear fusion reaction can be efficiently generated.

ここまで本発明の実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described so far, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention.

例えば、本発明の変形例として、第1のサイドレーザ照射器5及び/又は第2のサイドレーザ照射器6が、レーザ核融合装置以外に用いられても良く、レーザ光によって長尺形状の対象物を加工するレーザ加工、レーザ光によって長尺形状の対象物を測定するレーザ測定等に用いられてもよい。分割された状態のレーザ光のそれぞれを、フェムト秒〜ピコ秒単位の時間差を有するように、高分解能かつ高精度で対象物の側方から照射できる。   For example, as a modification of the present invention, the first side laser irradiator 5 and / or the second side laser irradiator 6 may be used in addition to the laser fusion device, and the object is elongated by the laser light. The present invention may be used for laser processing for processing an object, laser measurement for measuring a long object by laser light, and the like. Each of the divided laser beams can be irradiated from the side of the object with high resolution and high accuracy so as to have a time difference of femtoseconds to picoseconds.

[実施例]
本発明の実施形態の第1のサイドレーザ照射器5及び第2のサイドレーザ照射器6を用いた実施例を説明する。
実施例では、核融合反応はDT反応系となっている。DT反応系の場合、核融合を誘起するために必要な重水素核イオンのエネルギーは約50〜数百keVと高くなり、実施例では、運動エネルギーKは100keVとなっている。この場合、ターゲット2内のシードイオンの走行速度Vを計算すると、(式1)のような結果となる。なお、(式1)では、mはイオンの質量となっており、cは光速となっている。
[Example]
An example using the first side laser irradiator 5 and the second side laser irradiator 6 according to the embodiment of the present invention will be described.
In the examples, the fusion reaction is a DT reaction system. In the case of the DT reaction system, the energy of deuterium nuclear ions required for inducing fusion is as high as about 50 to several hundred keV, and in the example, the kinetic energy K is 100 keV. In this case, when the traveling speed V of the seed ions in the target 2 is calculated, the result shown in (Expression 1) is obtained. In (Expression 1), m is the mass of ions and c 0 is the speed of light.

Figure 0005790992
Figure 0005790992

(式1)の計算によると、ターゲット2内のシードイオンの走行速度Vは、3.096×10m/sとなっており、この値は、光速cの約1/100の値に相当する。すなわち、このような走行速度Vで移動するシードイオンに同期させて、第1のサイドレーザ照射器5及び第2のサイドレーザ照射器6が、パルスレーザ光M,Nをターゲット2の側方から連続的に照射する必要がある。 According to the calculation of (Expression 1), the traveling speed V of the seed ions in the target 2 is 3.096 × 10 6 m / s, and this value is about 1/100 of the light velocity c 0. Equivalent to. That is, the first side laser irradiator 5 and the second side laser irradiator 6 emit the pulse laser beams M and N from the side of the target 2 in synchronization with the seed ions moving at such a traveling speed V. It is necessary to irradiate continuously.

実施例では、第1のサイドレーザ照射器5及び第2のサイドレーザ照射器6によって照射されるパルスレーザ光M,Nのパルス幅が200fs(フェムト秒)となっており、パルスレーザ光M,Nの1パルス当たりのエネルギーが10Jとなっている。このようなパルスレーザ光M,Nの光ピークパワーPを計算すると、(式2)に示すような結果となる。 In the embodiment, the pulse widths of the pulse laser beams M and N irradiated by the first side laser irradiator 5 and the second side laser irradiator 6 are 200 fs (femtoseconds). The energy per pulse of N is 10J. When the optical peak power P p of such pulse laser beams M and N is calculated, the result shown in (Expression 2) is obtained.

Figure 0005790992
Figure 0005790992

(式2)の計算によると、光ピークパワーPは50TW(テラワット)となっている。このようなパルスレーザ光を、ターゲット2の狭い領域に対応して集光することによって、ターゲット2の反応部21にて高速で移動するイオン及び電子を発生させることができる。集光されたパルスレーザ光における断面の面積は、μm〜mm程度の単位となっており、パルスレーザ光のパワーは、(式3)に示されるような閾値Pを超えると見積もられる。 According to the calculation of (Expression 2), the optical peak power P p is 50 TW (terawatts). By condensing such pulsed laser light corresponding to a narrow region of the target 2, ions and electrons that move at high speed can be generated in the reaction portion 21 of the target 2. The cross-sectional area of the focused pulsed laser beam is a unit of about μm 2 to mm 2 , and the power of the pulsed laser beam is estimated to exceed a threshold value P 0 as shown in (Equation 3). .

Figure 0005790992
Figure 0005790992

本発明の実施形態では、ターゲット2に照射されるパルスレーザ光は分割されて複数の分割レーザ光となっており、幅方向両端の分割された分割レーザ光の光路差Dは、(式4)に示すような結果になる。   In the embodiment of the present invention, the pulse laser beam irradiated to the target 2 is divided into a plurality of divided laser beams, and the optical path difference D of the divided laser beams divided at both ends in the width direction is (Equation 4) The result is as shown in.

Figure 0005790992
Figure 0005790992

実施例では、ターゲット2に照射されるパルスレーザ光は1000分割されて1000個の分割レーザ光から構成されている。そのため、1000分割されたパルスレーザ光M,Nにおける分割レーザ光の1パルス当たりのエネルギーは、分割されていないパルスレーザ光の1パルス当たりのエネルギーに対して、1000倍となっており、約10kJとなっている。   In the embodiment, the pulsed laser light irradiated to the target 2 is divided into 1000 and is composed of 1000 divided laser lights. Therefore, the energy per pulse of the divided laser light in the 1000 divided pulse laser lights M and N is 1000 times the energy per pulse of the non-divided pulse laser light, which is about 10 kJ. It has become.

また、パルスレーザが照射された後、高速で移動するイオン及び電子は、数ps(ピコ秒)の間、高いエネルギー状態を維持するものと考えられている。そこで、高速で移動するイオン及び電子が高いエネルギー状態を維持する時間を4psと設定して、以下の(式5)及び(式6)を計算する。200fs(フェムト秒)のパルス幅を有するパルスレーザ光を「分割していない状態」で照射した場合、運動エネルギーKを100keVとする重水素核イオンが4ps間に走行する距離Xstepは、(式5)に示すような結果となる。なお、(式5)では、(式1)により得られたシードイオンの走行速度V=3.096×10(m/s)が用いられている。 In addition, ions and electrons that move at high speed after being irradiated with a pulse laser are considered to maintain a high energy state for several ps (picoseconds). Therefore, the time for maintaining the high energy state of ions and electrons moving at high speed is set to 4 ps, and the following (Expression 5) and (Expression 6) are calculated. When a pulse laser beam having a pulse width of 200 fs (femtosecond) is irradiated in a “non-divided state”, the distance X step in which deuterium nuclear ions having a kinetic energy K of 100 keV travel between 4 ps is expressed by The result is as shown in 5). In (Expression 5), the traveling speed V of the seed ions obtained by (Expression 1) V = 3.096 × 10 6 (m / s) is used.

Figure 0005790992
Figure 0005790992

一方で、200fsのパルス幅を有するパルスレーザ光M,Nを「1000分割した状態で」照射した場合には、運動エネルギーKを100keVとする重水素核イオンが4ps間に走行する距離Xunitは、(式6)に示すような結果となる。なお、(式6)では、(式5)と同様に、(式1)により得られたシードイオンの走行速度V=3.096×10(m/s)が用いられている。 On the other hand, when the pulse laser beams M and N having a pulse width of 200 fs are irradiated “in a 1000 divided state”, the distance X unit in which deuterium nuclear ions having a kinetic energy K of 100 keV travel between 4 ps is , (Equation 6) results. In (Expression 6), similarly to (Expression 5), the traveling speed V of the seed ions obtained by (Expression 1) V = 3.096 × 10 6 (m / s) is used.

Figure 0005790992
Figure 0005790992

(式6)の計算によると、Xunitは約12.4mmとなっている。そのため、パルスレーザ光M,Nを照射するターゲット2の長手方向の長さが約12.4mmとなり、パルスレーザ光M,Nの幅は12.4mmとなっているとよい。実施例では、パルスレーザ光M,Nの幅w2は、Xunitの100倍に拡大されており、このパルスレーザ光M,Nの幅w2は、(式7)に示すような結果となる。 According to the calculation of (Formula 6), X unit is about 12.4 mm. Therefore, the length in the longitudinal direction of the target 2 irradiated with the pulse laser beams M and N is preferably about 12.4 mm, and the width of the pulse laser beams M and N is preferably 12.4 mm. In the embodiment, the width w2 of the pulse laser beams M and N is enlarged 100 times the X unit , and the width w2 of the pulse laser beams M and N is as shown in (Expression 7).

Figure 0005790992
Figure 0005790992

パルスレーザ光M,Nの幅w2がこのような大きな値であれば、パルスレーザ光M,Nを1000分割し易くなる。また、(式1)によれば、シードイオンの走行速度Vは、光速の1/100となっていることに基づけば、パルスレーザ光M,Nにおける幅方向両端の分割レーザ光の光路差Dは、(式8)に示すような結果となる。なお、パルスレーザ光M,Nは幅方向に1000分割されて、パルスレーザ光M,Nの各分割レーザ光の幅は非常に小さくなっているので、パルスレーザ光M,Nにおける幅方向両端の分割レーザ光間の距離w2’は、それぞれパルスレーザ光M,Nの幅w2と近似することとなる(図7を参照)。そのため、パルスレーザ光M,Nにおける幅方向両端の分割レーザ光の中心間の距離w2’は、それぞれパルスレーザ光M,Nの幅w2に相当するものとして、(式8)を計算する。   If the width w2 of the pulse laser beams M and N is such a large value, the pulse laser beams M and N can be easily divided into 1000. Further, according to (Equation 1), based on the traveling speed V of the seed ions being 1/100 of the speed of light, the optical path difference D of the divided laser beams at both ends in the width direction in the pulse laser beams M and N Gives a result as shown in (Equation 8). The pulse laser beams M and N are divided into 1000 in the width direction, and the widths of the divided laser beams of the pulse laser beams M and N are very small. The distance w2 ′ between the divided laser beams approximates the width w2 of the pulse laser beams M and N, respectively (see FIG. 7). Therefore, (Equation 8) is calculated on the assumption that the distance w2 'between the centers of the divided laser beams at both ends in the width direction in the pulse laser beams M and N corresponds to the width w2 of the pulse laser beams M and N, respectively.

Figure 0005790992
Figure 0005790992

(式4)、(式7)、及び(式8)に基づいて、入射されるパルスレーザ光M4に対するミラーの反射面の角度z2を計算すると、角度z2は26.6度となる。よって、実施例では、このような角度z2=26.6度に設定されたミラーパスランパ55によって、パルスレーザ光M,Nを、100kVの重水素イオンと同じ速度でターゲット2の入射端2aから出射端2bに向かうように、ターゲット2に照射させることができる。   Based on (Expression 4), (Expression 7), and (Expression 8), when the angle z2 of the reflecting surface of the mirror with respect to the incident pulse laser beam M4 is calculated, the angle z2 is 26.6 degrees. Therefore, in the embodiment, the mirror path lamper 55 set at such an angle z2 = 26.6 degrees allows the pulsed laser beams M and N to be emitted from the incident end 2a of the target 2 at the same speed as the deuterium ions of 100 kV. The target 2 can be irradiated so as to go to the emission end 2b.

1 レーザ核融合装置
2 ターゲット
2a 入射端
2b 出射端
3 サブターゲット
4 レーザ照射器
5 第1のサイドレーザ照射器
6 第2のサイドレーザ照射器
11 レーザ発振器11
21 反応部
51 ポッケルスセル
54 エキスパンダ
55 ミラーパスランパ
56 縮小モジュール
57 回転モジュール
B イオンバンチ
L,L1,L2,L3,L4 パルスレーザ光
M,M1,M2,M3,M4,M5,M6,M7,M8 パルスレーザ光
m,m5,m6,m7,m8 分割されたパルスレーザ光(分割レーザ光)
N パルスレーザ光
P パルスレーザ光
w1,w2,w2’,w3 幅
t 厚さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser fusion apparatus 2 Target 2a Incidence end 2b Output end 3 Subtarget 4 Laser irradiator 5 First side laser irradiator 6 Second side laser irradiator 11 Laser oscillator 11
21 reaction section 51 Pockels cell 54 expander 55 mirror path lamper 56 reduction module 57 rotation module B ion bunch L, L1, L2, L3, L4 pulse laser beam M, M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8 pulse laser beam m, m5, m6, m7, m8 Split pulse laser beam (split laser beam)
N pulse laser beam P pulse laser beam w1, w2, w2 ', w3 width t thickness

Claims (5)

レーザ核融合に用いられると共に核融合のための反応物質を有する長尺形状のターゲットの側方からレーザ光を照射するサイドレーザ照射機構を備えるサイドレーザ照射器において、
前記サイドレーザ照射機構が、
供給されるレーザ光の断面における幅方向の長さを拡大するように構成されるパルス幅増幅部と、
前記拡大されたレーザ光を前記幅方向に分割し、かつ該分割されたレーザ光のそれぞれを屈折させることによって前記分割されたレーザ光同士の間に光路差をもたらすように構成される分割及び屈折部と、
前記屈折されたレーザ光のそれぞれを前記幅方向の長さを縮小するように構成される縮小部と
を有し、
前記サイドレーザ照射機構が、複数の前記縮小されたレーザ光を前記ターゲットの側方から照射するように配置されている、サイドレーザ照射器。
In a side laser irradiator equipped with a side laser irradiation mechanism that irradiates a laser beam from the side of an elongated target that is used for laser fusion and has a reactant for fusion ,
The side laser irradiation mechanism is
A pulse width amplifying unit configured to expand the length in the width direction in the cross section of the supplied laser beam ;
Dividing the expanded laser beam in the width direction and divides configured Once also the optical path difference Suyo between the laser beam between which is the divided by refracting each of the split laser beam And a refraction part,
Reduction unit and which each of the refracted laser beam Ru is configured to reduce the length in the width direction
Have
A side laser irradiator, wherein the side laser irradiation mechanism is arranged to irradiate a plurality of the reduced laser beams from the side of the target .
前記サイドレーザ照射機構が、互いに時間差を有する複数のパルスを含んだパルスレーザ光からレーザ光をパルス毎に取り出すように構成されるサイドレーザ取り出し部であって、該取り出したレーザ光を、前記サイドレーザ照射機構に供給するように構成されるサイドレーザ取り出し部をさらに有している、請求項1に記載のサイドレーザ照射器。The side laser irradiation mechanism is a side laser extraction unit configured to extract a laser beam for each pulse from a pulsed laser beam including a plurality of pulses having a time difference from each other. The side laser irradiator according to claim 1, further comprising a side laser extraction unit configured to be supplied to the laser irradiation mechanism. 前記パルスレーザ光の複数のパルス中で1番目のパルスのレーザ光を取り出すように構成されるレーザ取り出し部であって、該取り出したレーザ光を、前記ターゲットの反応物質に送られるイオンを生成するためにサブターゲットに照射するように構成されるレーザ取り出し部をさらに備え、A laser extraction unit configured to extract a laser beam of a first pulse among a plurality of pulses of the pulsed laser beam, and generates ions to be sent to the reactant of the target by using the extracted laser beam. A laser take-out unit configured to irradiate the sub-target for
前記サイドレーザ取り出し部にて取り出したレーザ光が、前記パルスレーザ光の複数のパルス中で2番目以降のパルスのレーザ光となっている、請求項2に記載のサイドレーザ照射器。3. The side laser irradiator according to claim 2, wherein the laser beam extracted by the side laser extraction unit is a laser beam of the second and subsequent pulses among the plurality of pulses of the pulse laser beam.
前記サイドレーザ照射機構が、前記縮小されたレーザ光の断面で前記幅方向に直交する厚さ方向を前記ターゲットの長手方向に対して直交させるように所定の角度で回転させる回転部をさらに有し、The side laser irradiation mechanism further includes a rotating unit that rotates at a predetermined angle so that a thickness direction orthogonal to the width direction is orthogonal to a longitudinal direction of the target in a cross section of the reduced laser light. ,
前記回転部によって回転されたレーザ光が前記ターゲットの側方から照射されるように構成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載のサイドレーザ照射器。The side laser irradiator according to any one of claims 1 to 3, wherein the laser beam rotated by the rotating unit is configured to be irradiated from a side of the target.
前記所定の角度が90度となっている、請求項4に記載のサイドレーザ照射器。The side laser irradiator according to claim 4, wherein the predetermined angle is 90 degrees.
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JPS6381293A (en) * 1986-09-25 1988-04-12 日本電気株式会社 Laser-energy measuring device
JPH0671106B2 (en) * 1987-10-12 1994-09-07 株式会社日立製作所 Laser beam monitor for laser system
JPH10253785A (en) * 1997-03-12 1998-09-25 Laser Gijutsu Sogo Kenkyusho Method and apparatus for generation of nuclear fusion reaction
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