誘導エネルギ-蓄積方式パルスパワ-の電源による高エネルギ-密度プラズマの生成

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02680013
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 秋山 秀典 熊本大学, 工学部, 助教授 (50126827)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 定男 熊本大学, 工学部, 教授 (10040370)
• Keywords: プラズマ / パルスパワ- / 誘導性エネルギ-蓄積 / 高エネルギ-密度 / ガスパフzピンチ / 軟x線 / ピンチ

Research Abstract

パルスパワ-技術の発展と共に、10^<20>/cm^3,数keVを越える高温・高密度プラズマが生成されるようになってきた。数十n秒と短時間ではあるが,100GWを越えるパルスパワ-を狭い空間に注入できるようになったことによっている。生成された高エネルギ-密度プラズマの応用は,軟X線や中性子源,X線レ-ザ,荷電粒子ビ-ム源,加速器など幅広い分野に発展しつつある。
従来,水コンデンサとマンクスバンクを使った容量性エネルギ-蓄積方式パルスパワ-発生装置が,高エネルギ-密度プラズマ生成のための電源として使われてきた。しかしながら,この装置は巨大であり,研究所規模でしか設置維持が困難であった。自ずと研究者も限られているのが現状である。
本研究の目的は,熊本大学で開発されている軽量コンパクトな誘導性エネルギ-蓄積方式パルスパワ-発生装置を使って,ガスパフZピンチ方式により高エネルギ-密度プラズマが生成できることを明らかにすることである。誘導性エネルギ-蓄積方式パルスパワ-発生装置として、ASOーIとASOーIIが稼働しているが、100kAの出力を持つASOーIIを用いて実験した。ASOーIIのオ-プニングスイッチを動作させた場合と動作させない場合、すなわち、負荷電流の立ち上がりが速い場合と遅い場合について、高エネルギ-密度プラズマから発生する軟x線の比較を行った。負荷電流の立ち上がりが速い方が、電流値が小さいにも関わらず、軟X線の出力が大きかった。この結果から、オ-プニングスイッチを用いて、電源エネルギ-を短時間の間にプラズマに転送する誘導性エネルギ-蓄積方式パルスパワ-発生装置は、高エネルギ-密度プラズマの発生に有効であることが分かった。

Research Products

• [Publications] 秋山 秀典: "パルスパワ-の発生とその応用" 静電気学会誌. 15. 19-26 (1991)
• [Publications] H.Akiyama: "Opening Switch by Gasーpuff zーpinch Plasma" 8th IEEE Interrational Pulsed Power Conference. 622-624 (1991)
• [Publications] T.Fukuzawa: "Plasma Erosion opening Switch by Laserーproduced Plasma" 8th IEEE International Palsed Power Conference. 286-288 (1991)
• [Publications] N.Shimomura: "Compact Pulsed Power Generator by an Inductive Energy storage system with Twoーstaged Opening Switches" IEEE Transactions on Plasma Science. 19. 1220-1227 (1991)
• [Publications] 原 雅則: "高電圧パルスパワ-工学" 森北出版株式会社, 290 (1991)