加速された中性リチウムビ-ムプロ-ブの基礎的研究

• Project/Area Number: 01580015
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: プラズマ理工学
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 小森 彰夫 九州大学, 大学院総合理工学研究科, 助教授 (50143011)
• Project Period (FY): 1989
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1989)
• Budget Amount: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 1989: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: 周辺プラズマ / 中性リチウムビ-ム / 加速されたビ-ム / 電子密度揺動測定

Research Abstract

本研究は、トカマックやヘリカル装置の周辺プラズマの電子密度分布と電子密度揺動を測定することのできる加速された中性リチウムビ-ムプロ-ブを実現するため、その原理を実証することを目ざしている。具体的には、まず、接触電離方式を用いて直径が1cmで密度が1×10^9cm^<-3>程度のリチウムプラズマを生成し、イオンを加速する。この時、酸化バリウムを用いた別の電極から電子を放出することによりビ-ム系の電荷の中性を保ち、プラズマイオンのほとんど存在しないイオンビ-ムを実現する。次に、リチウム蒸気またはナトリウム蒸気を用いてイオンビ-ムと荷電交換を行い、加速された中性リチウムビ-ムを生成する。
リチウムプラズマを実現するため、520〜550℃のチリウム蒸気を生成することのできるオ-ブンを製作した。このリチウム蒸気を既存の装置内に設置した2500Kの電極に吹き掛け、接触電離によりプラズマを生成しようと試みたが、電極を構成しているセラミックスとリチウム蒸気が反応することが分かった。このため、カリウムを用いて実験を進めた結果、1kvまで加速された、密度が約10^7cm^<-3>のイオンビ-ムを実現することに成功し、原理的に上記の方式で加速された中性リチウムビ-ムを生成できることを実証した。
これまでの研究で明らかになった問題を解決するため、年度末には、セラミックスにリチウム蒸記が吹き掛からない電極構造にする、ビ-ム密度を高くすることのできる電離効率の良いレニウム板を電極に用いるなどの改良を行った。また、核融合科学研究所のCHS装置などに実際に取り付けることのできる放電管と荷電交換に用いるオ-ブンを製作し、現在加速された中性リチウムビ-ムの実現を目ざして研究を進めている。