森 芳孝 准教授
光(レーザー)による核融合エネルギーの創出
准教授 / 博士（工学）九州大学
| 専門 |
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手軽に使える量子ビームを作る：レーザー粒子加速
量子ビームを使うといろいろな応用展開(放射線架橋、ガン治療、遺伝子改変、滅菌などなど)ができるのですが、従来の発生方式では、使用できる施設が限られてきました。量子ビームが手軽に使えるように研究を進めています。
現在のレーザー技術では、瞬間出力が一兆ワット(1012 W: TW=テラワット)を達成できるようになってきました。これは、日本の消費電力の10倍のパワーに相当します。このパワフルなレーザーを物体に照射すると、地球上の大抵の物体が破壊、蹴飛ばされ、高いエネルギーを持つ電子線、イオン線、X線がでてきます。これらは量子ビームと呼ばれています。
手軽に使えるようにするための課題の一つが、照射ターゲットの開発です。量子ビームの性質は、照射ターゲットの性能で決まり、創意工夫を重ねています。
現在のレーザー技術では、瞬間出力が一兆ワット(1012 W: TW=テラワット)を達成できるようになってきました。これは、日本の消費電力の10倍のパワーに相当します。このパワフルなレーザーを物体に照射すると、地球上の大抵の物体が破壊、蹴飛ばされ、高いエネルギーを持つ電子線、イオン線、X線がでてきます。これらは量子ビームと呼ばれています。
手軽に使えるようにするための課題の一つが、照射ターゲットの開発です。量子ビームの性質は、照射ターゲットの性能で決まり、創意工夫を重ねています。
運転中のテラワットレーザー
レーザー照射の様子
応用1.遠くにある物体を透視する
後方散乱X線による物質識別
超高強度レーザーから発生したパルスX線を使うと、後方散乱技術を用いて、遠隔から構造物の内部を透視することができます。災害現場、橋の補強検査などへの使用が期待されています。
応用2.生物を活性化する
コウジカビ
高強度フェムト秒レーザーを金属に照射して得られる放射線を生物に照射したときの影響を研究しています。超短パルスレーザーにより得られた放射線をコウジカビに当てた実験では、従来の放射線照射よりも少ない線量でコウジカビを死滅させるなどこれまで無い現象が観察されています。
キーワード
レーザー核融合についてはこちら
- レーザー核融合 超高強度レーザー、計測、ターゲット技術
- レーザー粒子加速 超高強度レーザー、計測、ターゲット技術
研究業績
論文
Y. Mori, T. Sekine, O. Komeda, S. Nakayama, K. Ishii, R. Hanayama, K. Fujita, S. Okihara, N. Satoh, T. Kurita, T. Kawashima, H. Kan, N. Nakamura, T. Kondo, M. Fujine, H. Azuma, T. Hioki, M. Kakeno, T. Motohiro, Y. Nishimura, A. Sunahara, Y. Sentoku, and Y,"1-Hz fast-heating fusion driver HAMA pumped by a 10-J green diode-pumped solid-state laser,"Nuclear Fusion,53,7,73011-(2013)
森芳孝, 桑原一, 石井勝弘, 花山良平, 川嶋利幸, 北川米喜,"レーザー生成プラズマX線を用いた遠隔透視,"レーザー研究,40,11,877-882(2012)
Y. Mori and Y. Kitagawa,"Acceleration of cone-produced electrons by double-line Ti-sappire laser beating,"Physics of Plasmas,19,5,-(2012)
,"レーザー生成準単色電子を用いた 対向照射型逆コンプトン散乱X線の特性,",,,-()
,"LD励起レーザーを用いた繰り返し高速点火レーザー核融合研究の現状,",,,-()
Y. Mori, Y. Kitagawa,"Double-line terawatt OPCPA laser system for exciting beat wave oscillations,"Applied Physics B -Laser and Optics- ,,,-(2012)
Yoshitaka Mori, Hajime Kuwabara, Katsuhiro Ishii, Ryohei Hanayama, Toshiyuki Kawashima, and Yoneyoshi Kitagawa,"Head-On Inverse Compton Scattering X-rays with Energy beyond 10 keV from Laser-Accelerated Quasi-Monoenergetic Electron Bunches,"Applied Physics Express,5,,-(2012)
,"核融合用LD励起レーザーHAMAの対向爆縮加熱4ビームシステムの構築,",,,-()
Y. Mori, Y. Sentoku, K. Kondo, K. Tsuji, N. Nakanii, S. Fukumochi, M. Kashihara, K. Kimura, K. Takeda, K. A. Tanaka, T. Norimatsu, T. Tanimoto, H. Nakamura, M. Tampo, R. Kodama, E. Miura, K. Mima, and Y. Kitagawa,"Autoinjection of electrons into a wake field using a capillary with attaqched cone,"Physics of Plasmas,16,12,-(2009)
Y. Kitagawa, Y. Mori, O. Komeda, K. Ishii, R. Hanayama, K. Fujita, S. Okihara, T. Sekine, N. Satoh, T. Kurita, M. Takagi, T. Kawashima, H. Kan, N. Nakamura, T. Kondo, M. Fujine, H. Azuma, T. Motohiro, T. Hioki, Y. Nishimura, A. Sunahara, and Y. Sentoku ,"Fusion using fast heating of a compactly implded core,"Physical Review Letters,108,15,-(2012)
学会発表
Yoshitaka MORI1, Ryohei HANAYAMA1, Katsuhiro ISHII1, Suisei Nakayama1, Shinichiro OKIHARA1, Kazuhisa FUJITA1, Takashi SEKINE2, Nakahiro SATO2, Takashi KURITA2, Toshiyuki KAWASHIMA2, Hirofumi KAN2, Osamu KOMEDA3, Naoki NAKAMURA3, Takuya KONDO3, Manabu FUJINE3, Hirozumi AZUMA4, Tatsumi HIOKI4, Mitsutaka KAKENO4, Tomoyoshi MOTOHIRO4, Yasuhiko NISHIMURA11,5, Atsushi SUNAHARA6, Yasuhiko SENTOKU7, Eisuke MIURA8 , and Yoneyoshi KITAGAWA1,"Repetitive-mode Fast-Ignition Fusion mini-Reactor CANDY,"The Eighth International Conference on Inertial Fusion Sciences and Applications (IFSA 2013)(Nara Prefectural New Public Hall,2013/9/12)
西村靖彦，米田修，森芳孝，石井勝弘，花山良平，沖原伸一朗，藤田和久，北川米喜，関根尊史，栗田隆史，佐藤仲弘，川嶋利幸，菅博文，中村直樹，近藤拓也，藤根学，掛布光孝，東博純，日置辰視，元廣友美，砂原淳，千徳靖彦，三浦永祐,"高繰返し高強度レーザー（HAMA）を用いた球ターゲットインジェクション装置によるレーザー生成中性子源の開発,"日本物理学会第68回年次大会(広島大学東広島キャンパス,2013/3/29)
米田修、森芳孝、石井勝弘、花山良平、藤田和久、沖原伸一朗、北川米喜、関根尊史A、佐藤仲弘A、栗田隆史A、川嶋利幸A、菅博文A、中村直樹B、近藤拓也B、藤根学B、西村靖彦C、東博純D、元廣友美D、日置辰視D、掛布光孝D、砂原淳E、千徳靖彦F、三浦永祐,"繰り返し高強度レーザーHAMA用球ターゲットインジェクションシステムの特性,"レーザー学会学術講演会第33 回年次大会(姫路商工会議所（兵庫県姫路市）,2013/1/28)
森芳孝、米田修、石井勝弘、花山良平、藤田和久、沖原伸一朗、北川米喜、関根尊史A、佐藤仲弘A、栗田隆史A、川嶋利幸A、菅博文A、中村直樹B、近藤拓也B、藤根学B、西村靖彦C、東博純D、元廣友美D、日置辰視D、掛布光孝D、砂原淳E、千徳靖彦F、三浦永祐G、有川安信H、長井隆浩H、阿部勇輝,"直接照射高速点火方式における高速電子及びイオンによるコア加熱モデル,"レーザー学会学術講演会第33 回年次大会(姫路商工会議所（兵庫県姫路市）,2013/1/28)
森 芳孝, 米田修, 石井勝弘, 花山良平, 沖原伸一朗, 藤田和久, 北川米喜, 関根尊史, 栗田隆史, 佐藤仲弘, 川嶋利幸, 菅博文, 中村直樹, 近藤拓也, 藤根学, 掛布光孝, 東 博純, 日置辰視, 元廣友美, 西村靖彦, 砂原淳, 千徳靖彦, 三浦永祐,"繰り返し核融合炉用レーザードライバーを用いた対向爆縮加熱レーザーHAMAの特性,"プラズマ・核融合学会 第29回年会 (クローバープラザ(春日）,2012/11/28)
Y. Mori, O. Komeda, K. Ishii, R. Hanayama, K. Fujita, S. Okihara, Y. Kitagawa, T. Sekine, N. Satoh, T. Kurita, T. Kawashima, H. Kan, N. Nakamura, T. Kondo, M. Fujine, H. Azuma, T. Hioki, M. Kakeno, T. Motohiro, Y. Nishimura, A. Sunahara and Y. Sentoku,"Fusion from fast hating of a compactly imploded CD core using DPPSL-pumped High-Repetition-Rate Laser,"核融合ターゲットの高速点火に関する第12回国際ワークショップ (NAPA (CA),2012/11/5)
森芳孝、花山良平、桒原一、石井勝弘、川嶋利幸、北川米喜,"レーザー加速電子によるレーザー光の逆コンプトン散乱エックス線発生と遠隔透視応用V,"日本物理学会2012年秋季大会(横浜国立大,2012/9/19)
Y. Kitagawa, Y. Mori(共同), O. Komeda, K. Ishii, R. Hanayama, K. Fujita, S. Okihara, T. Sekine, N. Sato, T. Kurita, T. Kawashima, H. Kan, N. Nakamura, T. Kondo, M. Fujine, H. Azuma, T. Motohiro, T. Hioki, M. Kakeno, Y. Nishimura, A. Sunahara, Y. Sentoku,"Hi-rep. Counter-illumination Fast Ignition Scheme Fusion,"第一回慣性核融合エネルギー会議(横浜,2012/4/26)
森芳孝、桒原一、花山良平、石井勝弘、川嶋利幸、北川米喜,"レーザー加速電子によるレーザー光の逆コンプトン散乱エックス線発生と遠隔透視応用 IV,"日本物理学会 第67回年次大会(関西学院大,2012/3/27)
森芳孝，桑原一，花山良平，石井勝弘，川嶋利彦，北川米喜,"レーザー加速電子によるレーザー光の逆コンプトン散乱エックス線発生と遠隔透視応用IV,"日本物理学会第67回年次大会(関西学院大学西宮上ヶ原キャンパス（兵庫県西宮市）,2012/3/24)
森芳孝,"核融合用LD 励起レーザーHAMA の対向爆縮加熱4ビームシステムの構築,"平成23年度レーザープラズマ粒子加速研究会 (光産業創成大学院大学,2011/12/5)
森芳孝1, 桑原一2、 藤田和久1, 石井勝弘1,花山良平1,川嶋利幸3、北川米喜1,"レーザー加速電子によるレーザー逆コンプトン散乱X線発生と遠隔透視応用,"第27回プラズマ・核融合学会年会(北海道大学（北海道札幌市）,2010/12/1)
森芳孝1,花山良平1, 沖原伸一朗1, 藤田和久1, 石井勝弘1, 米田修1，北川米喜1、 川嶋利幸2, 佐藤仲弘2,関根尊史2, 高木勝2,菅 博文2,"核融合用高繰り返し半導体励起レーザーHAMAによるDD中性子発生,"第27回プラズマ・核融合学会年会(北海道大学（北海道札幌市）,2010/12/1)
森芳孝1, 石井勝弘1, 花山良平1, 瀧口義浩1, 川嶋利幸2, 北川米喜1光産業創成大学院大学1, 浜松ホトニクス株式会社2,"超高強度レーザー励起光速現象の可視化をめざしたプラズマ密度の光干渉計測の開発,"第27回プラズマ・核融合学会年会(北海道大学（北海道札幌市）,2010/12/1)
光産業創成大学院大学A、(株) IHIB、浜松ホトニクス(株) C○ 森芳孝A、北川米喜A、藤田和久A、石井勝弘A、花山良平A、桑原一B、川嶋利幸C,"プラズマ波イオン加速を目指したビート波レーザーによるプラズマ遅波励起,"日本物理学会第65回年次大会(岡山大学津島キャンパス（岡山県岡山市）,2010/3/22)
森芳孝、石井勝弘、北川米喜,"ダブルラインレーザーによる電子加速II,"日本物理学会第64回年次大会(立教大学池袋キャンパス（東京都豊島区）,2009/3/28)
