電磁ポテンシャル井戸内のイオン加速と対向衝突を用いる核融合の原理実験

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02808002
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 毛利 明博 京都大学, 教養部, 教授 (10025926)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 定男 京都大学, 医療短大, 教授 (50026796) ; 吉川 潔 京都大学, 原子エネルギー研究所, 助教授 (00027145) ; 笹尾 眞実子 核融合科学研究所, 助手 (00144171) ; 道下 敏則 京都大学, 京養部, 助手 (00166050) ; 湯山 哲守 京都大学, 教養部, 助手 (90026815)
• Keywords: 核融合炉 / Dー3He核融合 / 対向衝突反応 / 開放磁場閉じ込め系 / イオンビ-ム / ポテンシャル内イオン捕捉

Research Abstract

Dー^3He核融合は構造材料の放射化に寄与する高エネルギ-中性子の発生が少なく、理想的な反応形態とされている。本研究は、反応を低いイオンエネルギ-で起こすことが可能な対向衝突を用いる新しい方式の原理実験である。本年度で以下の成果を上げた。
1.軸対称の径方向静電場とミラ-磁場で形成される実効的ポテンシャル井戸内に捕捉された高エネルギ-イオン間の対向衝突で,核融合炉の成立条件が基本的に満たされる可能性を,解析的及び数値的にに示した.
2.実験によって,静電ポテンシャルで軸近傍にあるプラズマイオンが加速され,ポテンシャル井戸内に拘束される事実を確認した。このイオン軌道が解析結果と良い一致をみることを確認した.従って,この新方式は基本的に可能性があることを示したことになる.具体的には;
(1)軸磁場0.25Tにおいて,コアプラズマからH^+イオンを引き出し,3keVまで加速することが出来た.その高エネルギ-イオン集団は反磁性を示すことも観測した.
(2)小さなFaradayーcupを挿入して,イオンのエネルギ-と軌道間の関係を測定し,軌道の解析結果と良い一致をみた.このことから,イオン間の対向衝突をこの方法で発生させることが出来ることが示せた.
(3)加速用静電場印加のために必要な径方向の磁場絶緑構造を開発して,上記の実験を可能にした.実際,50kV/mの電場をプラズマ中に保持することが出来る.
(4)コアプラズマの発生方法として,同軸ガンを採用したが,現在は新しく4重極静磁場を用いたプラズマガンを開発している.

Research Products

• [Publications] 毛利 明博,湯山 哲守,道下 敏則,田中 仁: "Ion Beam Collider for Fusion Using IonーBeam Trapped in a Radial Potential Well" Japanese Journal of Applied Physics. 29. L2118-L2120 (1990)