レーザ生成プラズマ方式オープニングスイッチによる超高速パルスパワーの発生

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650244
• 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): 勝木 淳 熊本大学, 工学部, 助手 (80233758) ; 前田 定男 熊本大学, 工学部, 教授 (10040370)
• Keywords: パルスパワー / オープニングスイッチ / レーザ生成プラズマ / プラズマ / プラズマオープニングスイッチ / 遮断器 / 誘導性エネルギー貯蔵

Research Abstract

パルスパワー技術は、単なる大電流高電圧工学にとどまらずに、数nsの間にゼロから数百GWまで電力を立ち上げる超高速技術に発展してきている。これら超高速パルスパワー技術は、種々最先端技術研究のための基盤技術として、無くてはならない存在になりつつある。パルスパワー発生装置はこれまで、マルクスバンクと水コンデンサからなるシステムが用いられてきたが、パルスパワー出力が大きくなるほど巨大なシステムとなり、大学の研究所に設置することすら困難な状況である。コンパクト軽量化の方法として、誘導性エネルギー蓄積方式パルスパワー発生装置が考えられている。しかしながら、大電流を高速で遮断するオープニングスイッチが不可欠である。
本研究の目的は、新しく考案した数百kAを数nsで遮断可能なレーザ生成方式オープニングスイッチの特性を10kAクラスの装置で調べた後、100kAクラスの装置に適用して、数nsの立ち上がりを持つ超高速大電力パルスパワーを発生することである。
今年度は、10kAクラスの装置を製作し、40MW出力で、FWHMが20nsの1Jパルスレーザを、カーボンターゲット上に集光して、高流速のプラズマを生成した。生成されたプラズマの流速は約7cm/μsで、プラズマ密度は約10^<13>/cm^3であった。このプラズマを、外部導体の一部をなす透過率97.5%のステンレスメッシュから入射して、高速電流遮断用プラズマとした。このプラズマはプラズマオープニングスイッチとして動作することを確認した。

Research Products

• [Publications] T.Fukuzawa: "Plasma Erosion Opening Switch Using Laserproduced Plasma" IEEE Trans,Plasma Science. 20. 447-451 (1992)
• [Publications] 秋山 秀典: "パルスパワー発生技術" プラズマ・核融合学会誌. 69. (1993)