1992 Fiscal Year Annual Research Report
遠赤外レーザ法によるMHDプラズマの電子密度・導電率の揺らぎ測定法の開発
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04650152
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
益田 光治 九州大学, 総合理工学研究科, 教授 (40038097)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青木 俊之 九州大学, 総合理工学研究科, 助教授 (20150922)
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| Keywords | 電磁流体 / MHD / 遠赤外 / レーザ |
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| Research Abstract |
電磁流体力学(MHD)発電は、従来の蒸気タービン方式の火力発電と比較して高い発電効率が期待できるため、世界各国で積極的に開発が進められているが、現在、MHD発電方で最も大きな問題とされているのは、発電時に発生する出力電圧・電流の揺らぎである。発電出力の揺らぎに直接関係するのはチャネル内プラズマの電子密度と導電率の揺らぎであるが、電子密度と導電率の高精度測定法として遠赤外レーザーを用いた方法が開発されてきた。本研究では、遠赤外レーザー計測法の大規模発電装置への適用を目的とし、信頼性の高い計測系の開発を主眼に電子密度と導電率が同時に計測できる光学系を設計した。本研究において、現在までに得られた結果を以下に述べる。
1.大規模発電装置への計測システムの適用を考慮すると、光源として使用するレーザーは信頼性に富み、常に安定に動作しなければならない。MHDプラズマパラメータ測定に適当な波長を有し、かつ、この条件を満たすレーザーはHCNレーザーである。そこで、本研究ではHCNレーザーを製作した。共振器ミラー、陰極形状、真空シールなど、工夫を要する個所もあったが、現在、当初の予定通りの出力で安定に発振するレーザーの製作に成攻している。
2.大規模発電装置では光学的アクセスが制限されるため、本方法を適用するにはレーザービームを20m程度遠くまで伝送させる必要があるが、短波長のレーザーと異なり、遠赤外レーザーを長距離伝送させるためには、導波管によるビーム伝送技術が必要となる。そこでビーム伝送を計算するソフトウェアを開発するとともに、導波管を用いた実験的研究を行い、ビーム伝送技術を確立した。
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