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J. Plasma Fusion Res. Vol.90, No.8 (2014)４
６８‐４６９
小特集
高強度・高出力レーザーの物理的・技術的展開と，プラズマ・核融合研究開発
６．まとめ
6. Summary
佐 々 木 明，近 藤 公 伯
SASAKI Akira and KONDO Kiminori
独立行政法人日本原子力研究開発機構原子力科学研究部門
量子ビーム応用研究センター
（原稿受付：２
０
１
４年４月９日）
本小特集では，今後の基礎科学，産業応用を支えるレー
技術など個別の技術のさらなる進歩とともに，レーザーの
ザー技術を紹介した．現在，さらなるレーザーの高強度化
物理の理解に基づいてブレークスルーがなされることが期
により，高強度場科学，高エネルギー密度科学の分野が開
待される．コヒーレント加算技術はそのひとつの例として
拓されると考えられ，すでに広汎なレビューが出版されて
考えられ，各分野において，革新的な技術を見出すことが
いる．高強度場科学については，光による束縛電子のイオ
重要と考えられる［３］．一方で，レーザー集光強度が相対論
ン化，レーザー航跡場と電子加速，レーザー駆動イオン加
的，極相対論的になった今，加速器と高強度レーザーの積
速，非線形量子電磁力学などの課題
［１］
，高エネルギー密
極的な組み合わせによる新しい分野の創出が期待できる状
度 科 学 に つ い て は，固 体−プ ラ ズ マ 中 間 状 態（Warm
況であることも申し添えたい．
Dense Matter: WDM）
，高圧凝縮物性研究，相対論プラズ
ヨーロッパでは現在，ELI（Extreme Light Infrastruc-
マ物性研究，実験室宇宙物理，プラズマフォトニクスなど
ture）と呼ばれる超高強度場科学のプロジェクトが進めら
の課題［２］が考えられている．応用分野では，実用化が間近
れ，旧東欧３カ国に３つの柱（pillar）と呼ばれる研究所が
い技術に EUV 光源があり，粒子線癌治療を初めとしてナ
設立されている．チェコには ELI-Beamlines，ハンガリー
ノ加工などさまざまな分野で今後の展開が期待されてい
には ELI-ALPS（Attosecond Light Pulse Sources），ルーマ
る．加速器技術への応用は特に将来重要になる可能性を
ニアには ELI-NP（Nuclear Physics）と呼ばれる，それぞれ
もっている．CPA 技術を用いて実現された TW∼PW 級の
高強度レーザーによる二次粒子（電子，X 線，!線など）の
レーザー装置を活用した研究が進展し，その結果をもとに
発生と応用，アト秒物理，核物理の研究の拠点として，
将来についての議論が進められている．本小特集では，プ
レーザーの研究開発が進められている．ヨーロッパでは，
ラズマ，核融合分野の読者に対して，レーザーの技術の現
以前からドイツマックスプランク研究所（MPQ）や，フラ
状と今後の課題を紹介することを試みた．
ンスの LOA，Ecole Polytechnique，CEA，英国 CLF（Cen-
第１章では，現在までの高強度レーザーの研究について
tral Laser Facility）のように，それぞれの国で特徴のある
の背景，歴史について述べ，高強度レーザーの現状と今後
レーザーと光学の研究が行われてきた．レーザー装置の
の研究課題ついて概説した．次いで，第２章，第３章では
User Facility としての活用も進んでいるが，ELI プロジェ
大阪大学レーザーエネルギー学研究センターや，日本原子
ク ト は，ESFRI（European Strategy Forum on Research
力研究開発機構関西光科学研究所の装置を対象に，具体的
Infrastructure）のロードマップにおいて，EU（ヨーロッ
な研究開発の紹介を行った．第４章では，EUV 光源の実用
パ連合）全体の長期的な科学技術政策の一部として進めら
化を目的として行われているレーザーの研究，産業，医療
応用のために不可欠な，高平均出力化について議論した．
れ，教育，人材育成，産業開発に渡る成果が得られている
［４］．
第５章では，エンハンスメントキャビティというプラズマ
このような活動は，ICUIL（International Committee for
発生を促せる高強度レーザーとしては新しいスタイルの研
Ultrahigh Intensity Lasers）と CAN（Coherent Amplifica-
究事例を示した．
tion Network）という，国際的なレーザー研究者のコミュ
高強度レーザーの実現は，レーザー増幅媒質，増幅器の
ニティにより支えられ，さらに国際的なバーチャルラボ，
構成，光学材料，診断などさまざまな面において，精密な
IZEST（International center on Zetta-Exawatt Science and
技術の積み上げによってなされている．例えば，高強度
Technology）において，将来のエクサワ ッ ト（EW:1018
レーザーで安定に高い性能を発揮するためには，増幅媒質
W），ゼタワット（ZW:1021 W）レーザーの実現とそれによ
の熱の 制 御，寄 生 発 振，ASE な ど 光 の 制 御 が 重 要であ
る物理の研究が議論されている．すなわち，超高強度レー
り，それには増幅媒質，光学素子の新材料や，波面の制御
ザーを用いた慣性核融合の高速点火や，福島原発事故を
Quantum Beam Science Directorate, Japan Atomic Energy Agency, Kizugawa, KYOTO 619-0215, Japan
Coresponding author’s e-mail: [email protected]
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!2014 The Japan Society of Plasma
Science and Nuclear Fusion Research
Special Topic Article
6. Summary
A. Sasaki and K. Kondo
きっかけに重要性が改めて注目される原子力技術，核廃棄
を適切な形で集約し，意思決定を行うことが必要になる．
物の診断や処理などの応用も含めた将来像が構想されてい
コミュニティを構築するための手法も含めて検討し，実現
る［５］．
することが重要になると考えられる．
ELI プロジェクトは，レーザーが世界の科学技術の重要
な要素であることを示している．レーザーは，核融合，原
参考文献
子力エネルギーの一分野としての量子ビーム技術など多様
［１］近藤公伯：レーザー研究 42, 107 (2014).
［２］兒玉了亮：レーザー研究 41, 5 (2013).
［３］清水富士夫，加藤義章他編：レーザーの５
０年（講談社ビ
ジネスパートナーズ，２
０
１
４）
．
［４］植田憲一：レーザー研究 42, 113 (2014).
［５］田島俊樹：レーザー研究 42, 111 (2014).
な興味の対象となっている．この分野においてこれまで日
本の研究者が重要な役割を果たしてきた実績に基づき，世
界の状況に照らしてインパクトのある目標を設定すること
が重要である．レーザーに関係する多様な興味と，実現に
必要な多くの技術的な問題を考え，コミュニティを構築す
ることが重要と考えられている．それには，研究者の意見
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