PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an ion beam having high monochromaticity by using an acceleration mechanism of a laser drive type.SOLUTION: In the case where a timing that a first region 32A is compressed near in a center by an ion compression due to an impulse wave generated in a hydrogen cluster 32 by an irradiation of a laser beam and thereby increased an ion density, and a timing that a plasma in the first region 32A is penetrated by a relativistic effect are matched, an electron and an ion (proton) in the first region 32A are exposed to an electronic field in which the laser beam has strength, and the electron is accelerated by a relativistic effect towards the front direction. An acceleration electric field structure located in a front direction is formed in the first region 32A by the electron to be accelerated in the front direction, and can especially effectively accelerate a laser plasma. At the time, since the electron and the ion located near in the center of the hydrogen cluster 32 only contribute to the acceleration of the laser plasma, a monochromaticity of an ion (proton) beam to be generated can be increased.SELECTED DRAWING: Figure 3COPYRIGHT: (C)2017,JPO&INPIT【課題】レーザー駆動型の加速機構を用いて、単色性の高いイオンビームを得る。【解決手段】レーザー光の照射による水素クラスター32内に生じる衝撃波によるイオン圧縮によって 第1領域32Aが中心付近で圧縮されそのイオン密度が高まるタイミングと、その第1領域32Aにおけるプラズマが相対論効果によって透明化するタイミングとを一致させた場合には、中心付近に集中した第1領域32Aにおける電子、イオン(プロトン)が、レーザー光の強い電場に曝され、このうち電子は相対論効果により前方に加速される。この前方加速された電子によって第1領域32Aには前方方向に局在した加速電場構造が形成され、特に効率的にレーザープラズマ加速を起こすことができる。この際、水素クラスター32の中心付近に局在した電子、イオンのみがレーザープラズマ加速に寄与するため、発生するイオン(プロトン)ビームの単色性を高めることができる。【選択図】図3
