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河村 徹 (Toru KAWAMURA)

専攻・講座名 創造エネルギー専攻・エネルギー創造講座
職名 講師
学位 博士(工学)
居室・電話 すずかけ台G3棟311号室・045-924-5865
Eメール kawamuraes.titech.ac.jp
ウェブページ http://www2.es.titech.ac.jp/kawamura/
キーワード 高エネルギー密度プラズマ,レーザー/放電/イオンビーム生成プラズマ, 非平衡プラズマ原子物理,輻射プラズマ流体力学,プラズマシミュレーション
主な所属学会 日本物理学会,プラズマ・核融合学会
主な連携先 大阪大学レーザーエネルギー学研究センター,上智大学理工学部
業績 J-GLOBAL

研究室の特色

 「高エネルギー密度プラズマ物理の解明」を基本姿勢として,理論・数値シミュレーション研究を主軸とした活動をしています。高温高密度プラズマ中の微視的な原子素過程に着目し,巨視的な電磁流体,プラズマ荷電粒子と波の相互作用等のダイナミクス解明を主たる研究テーマとしています。基礎から知見を積み上げてゆく一方で,プラズマ実験を研究テーマとする堀岡研究室と共同で行うゼミナールを通じ,理論実験の両面から思考する力を養いつつ,高エネルギー密度プラズマの研究を推進しています。

研究テーマ

  1. 高強度レーザー生成プラズマ中の高速電子輸送
    超高強度短パルスレーザーを用いた高速点火核融合では,レーザー照射面に生成される高速電子が標的を加熱し,高温高密度プラズマを生成します。高速電子の標的内での加熱過程を明らかにするには,プラズマから放射されるKα線が有用です。図1は,塩素を添加したプラズマから放射される様々な価数の塩素Kα線の数値シミュレーション例です。また図2は高速電子速度分布関数に対する塩素Heα線の偏光度の数値シミュレーション例です。これより標的プラズマの加熱過程を評価することができます。
  2. 高強度イオンビームによる固体密度プラズマ中のエネルギー輸送
    高強度イオンビームによる固体標的中のエネルギー輸送を明らかにすることでもKα線が有用です。イオンビーム加熱で実現できるプラズマ温度が低いためにKα線の価数も相当低くなります。図3が示すように価数が小さなKα線は,実験的に波長分解観測が困難なため,数値シミュレーションによるプラズマ加熱の定量的評価が大切です。
  3. 水素様窒素再結合プラズマによる極端紫外レーザーのフィージビリティスタディ
    水素様窒素は主量子数n=32の光学遷移で波長13.4 nmの光を発光します。この光は極端紫外(Extreme Ultraviolet : EUV)光と呼ばれ,近年の半導体リソグラフィー光源開発で着目される13.5 nm光と同じ帯域に属します。高温プラズマ(ゆえに高電離)を急冷すると再結合プラズマが実現され,上記準位間で反転分布が形成されるとEUVレーザーが発光します。本研究では,数値シミュレーションによるEUVレーザー実現性について,定量的に考察することを目的に実施しています。
図1 図2 図3

受験生へのメッセージ

 当研究室所属の学生は,プラズマ物理や原子物理の学習未経験者が殆どです。基礎物理の知識を身につけていることが望ましいことは確かですが,物理が苦手でも学習意欲のある方は歓迎致します。物理が苦手でも,真摯に課題に取り組むことで,修士論文の研究成果を以て,著名な国際会議や論文誌に発表されるまでに至った例もあります。物理が得意/不得意に関わらず,意欲的に学ぼうとする方で当研究室に興味のある方は,研究室訪問をしてみてください。