2016, Dec.
No.

345
CONTENTS
レーザー小型中性子源の研究
LANE2016国際会議報告【光と蔭】天の時、運が開ける時
ILTの最新技術を紹介！レーザー科学技術フェア
主な学会等報告予定【表紙図】超高強度レーザーによる重水素イオン加速のPIC（Particle inCell）シミュレーション結果

レーザー小型中性子源の研究
理論・シミュレーション研究チーム■レーザー中性子源への期待

砂原淳

クト「レーザー駆動指向性中性子の発生・制御及び検出レーザー駆動中性子源は、加速器による中性子発生に関する基盤技術開発」においてレーザーによるイオに比べ装置全体をよりコンパクトにすることができる

ン加速のシミュレーションを担当しており、中性子源ほか、中性子に指向性を持たせることができる可能性の研究開発を進めている。我々は重水素イオンを超高があるとされ、特徴ある中性子源として近年、注目が集強度レーザーで加速し、加速された重水素イオンをベまっている。また中性子源に対する期待が高まっていリリウムターゲットに衝突させることで中性子を得るる社会的背景としては、古くなった建物や橋梁などのことを想定している。シミュレーション研究としては、

インフラの内部探傷、港湾におけるコンテナ中の核物

いかに多くの重水素イオンをいかに効率よく加速させ質の検知などへの需要がある。さらにレーザーについられるか、を探求することが重要であり、核反応断面積ても、レーザー強度10 W / c m を超える超高強度短パの大きな数MeV以上の運動エネルギーまで重水素イオルスのテーブルトップ型のレーザーが利用できるようンを加速する最適条件をシミュレーションで見いだすになってきており、“ レーザー中性子源“への期待を後ことがミッションとなる。

押ししている。レーザー技術総合研究所では、光産業■指向性のよい中性子を発生

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創成大学院大学を中心とする JST A-STEPのプロジェ

表紙図に超高強度レーザーによる重水素イオンの加次ページへつづくレーザー小型中性子源の研究
速のPIC（Particle in Cell）シミュレーション結果を示とができる。図では、薄膜にレーザーを左から照射すす。プラスチック（CD）薄膜ターゲットにレーザー強度ると表面付近で高速電子が加速され、ワイベル不安定

10 W / c m 以上のレーザーを照射すると、照射された性と呼ばれる磁場の乱れが生じて高速電子が四方に散表面付近で電子が加速され、高速電子として四方八方乱される様子も示されている。ワイベル不安定性によに広がる。このうちターゲットを貫いて裏面から飛びり高速電子が散乱されるとターゲット裏面にできる出した高速電子は、ターゲット裏面にシース電場を生シース電場が影響を受けるため、ワイベル不安定性を成する。このシース電場により、ターゲット裏面付近に含む超高強度レーザーとターゲットの相互作用の詳細存在する重水素イオンが高速電子に引っ張られる形でな物理を調べ、重水素イオンに最適な条件を見いだそ加速される。このイオンの加速過程はTarget Normal

うとしている。すでに光産業創成大学院大学にてイオ

Sheath Acceleration : TNSAと呼ばれる。この加速

ン加速の実験も始まっており、研究の一層の展開を図された重水素イオンをベリリウムなどのターゲットにろうとしている。

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ぶつけることで、指向性のよい中性子を発生させるこ

REPORT

LANE2016国際会議報告
主席研究員◆国際会議LANE2016開催される

藤田雅之を掃引するスキャナーと試料表面の温度をモニターす去る 9月19〜22日にドイツ・ニュルンベルグ近郊

るためのスキャナーを組み込んだ“double-scan-head”のフルト市ホール（F u r t h S t a d t h a l l e）でL A N E2016の報告があった。試料への熱影響を避けるために、あ（9 t h I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n P h o t o n i cTecnologies）が開催された。主催者は バイエルンレーザーセンター（bLz：Bayerisches Laserzentrum）とエルランゲン大学（Friedrich-Alexander University
E r l a n g e n - N u r n b e r g）の フ ォ ト ニ ク ス 技 術 研 究 所（Institute of Photonic Technologies）で、bLzはエルランゲン大学の構内にありM . S c h m i d t 教授が両者の所長を務めている。出席者は 300名余りで、うち日本からは 5名、米から 5名、中国から 5名等、ほとんどがEU域内からの参加であった。

◆CFRPのレーザー加工
L A N E2016では、C F R P（炭素繊維強化樹脂）のレーザー加工に関する講演が 5件あった（独4件、日1件）。内訳は、レーザーセンターハノーバー（L Z H）から 3件、ミュンヘン工科大学、レーザー総研から各1件であった。3件は樹脂加工のセッションで、他の 2件は計測・制御と切断・穴開けのセッションで講演が行われた。
C F R PとG F R P（ガラス繊維強化樹脂）は同じ樹脂材加工のセッションにまとめられていた。

◆試料温度をモニターしながら加工
L Z Hから加工ヘッドの中に、加工用レーザービーム
2【写真】会場前にて

らかじめ試料温度の上限と下限を設定し、上限を超えてのレーザー加工分野をカバーしている。マクロ加工

るとレーザーをO F F、下限を下回るとレーザーをO N

では金属同士の溶接だけではなく、金属とFRP（繊維強するように制御する手法が提案されていた（例えば、上化プラスチック）の接合にも取り組んでおり、自動車の限120℃ / 下限80℃、上限160℃ / 下限120℃）。温度モ軽量化技術として開発を進めている。

ニター手法に関しては、加工用レーザー光の掃引速度

大学と研究所が協力して国際会議（と展示会）を主

400m m / sに対して同じ場所をモニターする“L o c k e d -催すると同時にラボツアーを実施し、自所の技術をm o d e”と加工部とその周辺も合わせて温度を高速掃引アピールすることで受託研究を開拓していくスタイ（9000mm/s）で計測する“Independent-mode”が比較

ルはドイツの各地で見受けられる。エルランゲン大されていた。温度設定にもよるが、“Independent-mode”

学とb L zがL A N E 国際会議を、シュツットガルト大の方が“L o c k e d - m o d e”よりも加工時間の短縮（1/2〜

学とI F S WがS L T 国際会議を、アーヘン工科大学と1/4倍）が可能になるとのことであった。

Fraunhofer ILTがAKL国際会議を隔年で開催してい◆bLzのラボツアーる。このような活動がドイツのレーザー加工を下支え会議3日目には主催者であるb L zのラボツアーが企画されていた。b L zはエルランゲン大学内に研究施設をしているのであろう。

◆エルランゲンのレーザー会社持ち、マクロ加工（溶接や切断）からミクロ加工（超短パE R L A Sという名のレーザー加工機の会社がある。

ルスレーザー加工）、積層造形（金属、樹脂）とほぼすべ

E r l a n g e nのE RとL a s e rのL A Sを足して社名にしたそ

天の時、運が開ける時……232

長い人生において日々努力精進することはきわめて大切である。しかし成功を収めるには「天の時」が必要である。いわゆる運命の発現だ。

筆者の場合も大阪大学電気工学科を卒業し、高電圧放電破壊の研究で大学院を過ごしたが、その成果は平凡そのもの、特に将来の展開が見えるものではなかった。
しかしこの時レーザーが出現した。これを利用した放電現象の研究に進んだのが一大転機となった。名古屋大学プラズマ研究所の客員部門に推薦され、開発中の激光I 号、ガラスレーザーを持ち込み、プラズマ核融合で中性子の発生を目標にした。
その頃大学紛争の昭和43年阪大の評議員に選出されたが、例によって会議、会議の連続で研究など出来そうもなかった。一大決心をし、評議員を辞退し、名大に出張したのである。その結果レーザー加熱による核融合生成につながり、原因として「プラズマパラメトリック共鳴」によるレーザー光の吸収が作用していることが分かったのである。
名大プラズマ研は磁場核融合が中心であったが、新参者のレーザー核融合が新しい成果を生んだのである。これこそ「天の時出現」であった。阪大レーザー核融合研究は天下に轟き、海外でも高く評価されたのである。伏見プラズマ研所長も喜々とされ成果は認められた。
1972年京都で日米セミナー「ハイパワーレーザーの応用」を開催したが、海外国のこの方面のエキスパートが全部出席してくれた。研究の知己が出来たのはきわめて重要な成果であった。
この様子はまさに日常努力に加え、人の時を確実に捕えることの重要性を示すものだ。日頃言う所の「知天時、尽人事」である。
昔から「機会は飛ばざるに捕えよ」という格言があるが、筆者も正にこの原理が正しいことをレーザー研究を通じて実感した。
人生努力だけでは十分な成功に達し難い。まさに「天の時」が必要なのである。そのチャンスをいかに捕え、新展開するか、各人の手段にかかっている。努力が求められる。
運の開けるのは日頃の努力精進の結果である。果報は寝て待てではダメである。

【名誉所長】
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うである。非営利の研究所であるb L zが 1993年に設立ているVR（Virtual Reality）を産業へと展開する動きされた後、E R L A Sは営利企業として 1998年に設立さが始まっているようである。日本でもすでに半導体業れた。エルランゲン大学発のベンチャー企業であり、現界では確立している手法であると聞いたことがある。

在はスペイン、ポルトガル、ブラジル、中国に進出してそれをレーザー加工へも展開しようとしている。しかいる。溶接ロボットや溶接用スキャナー、レーザーマーし、ネーミングがうまい。

カーなどを市販している。

◆Virtual Production Intelligence

ド イ ツ の“I n d u s t r i e 4 .0”に 対 し て、 ア メ リ カ で“Industrial Internet”、日本で“Society 5.0”が提唱

プ レ ナ リ ー セ ッ シ ョ ン で、F r a u n h o f e r I L Tのされたように、“Virtual Production Intelligence”にSchulz氏から“Virtual Production Intelligence (VPI)”

対しては“B r i l l i a n t F a c t o r y”というコンセプトが米の紹介があった。これは、I o Tやデジタルデータ、シG e n e r a l E l e c t r i c ( G E )から提案されている。いずれミュレーションを駆使して、実際の工場を作る前にコも本質的なところは同じであると思うのだが、英語のンピューター上で工場の配置や加工条件を最適化しよキャッチフレーズの作り方には感心する次第である。

うとするコンセプトである。昨今、ゲーム業界ではやっTOPICS

ILTの最新技術を紹介！レーザー科学技術フェア
2016年11月15日～ 17日、科学技術館で開催された「第１回レーザー科学技術フェア」（主催：オプトロニクス社）にて、当研究所の技術紹介の展示、ならびに「レーザー・光技術応用研究の最前線」と題したセミナー（写真）を実施いたしました。この展示会は、レーザー・光学技術に関する一大展示会「光とレーザーの科学技術フェア2016」の一部で、他にも「赤外線フェア」等、合わせて 6つの展示会が同時開催されました。
当研究所のブースでは、レーザーを用いたコンクリートの健全性評価、レーザー損傷評価試験、レーザー加工を中心に技術紹介パネルの展示を行うとともに、最新の研究成果を紹介するため、本誌のバックナンバーの展示を行いました。多くの方にお立ち寄りいただきましたが、従来関心の高かったコンクリート健全性評価に加え、レーザー加工への問い合わせが多く、新たな課題に取り組もうとする産業界の前向きな動きが感じられました。また、光学素子のレーザー損傷評価試験に参画いただいている企業の方にも多くお立ち寄りいただきました。
今後もさまざまな展示会に参加し、さらに多くの技術をアピールする所存ですので、ご期待ください。

【写真】セミナーの様子

主な学会等報告予定
1月7日（土）～ 9日（月）レーザー学会学術講演会第37回年次大会（徳島大学常三島キャンパス）染川 智弘「配電設備へのレーザー利用」
染川 智弘「水中レーザーリモートセンシングに向けた竹富島海底温泉の海水影響評価」
藤田 雅之「炭素繊維強化プラスチックのパルスレーザー加工における波長・パルス幅依存性」

Laser Cross No.345 2016, Dec.

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