細線状固体Krを負荷に用いる高速高密度Z放電からの短波長輻射過程の研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04680006
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 堀岡 一彦 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (10126328)
• Keywords: 短波長 / 高温プラズマ / Z放電 / 高エネルギー密度 / 短パルス / 輻射

Research Abstract

本研究の目的は、最近進歩の著しい高速放電技術を用いて高エネルギー密度プラズマを形成し、高効率短波長輻射源としての可能性を検討することにある。Kr,Ne,N2などの純物質を細線状に凝縮させたものを放電負荷に用いる。高純度化が図れるうえ、凝縮物質は微小熱入力により容易に蒸発、プラズマ化するため、ポリエチレンなどの高分子化合物から形成した細線と比較すると電気からプラズマへのエネルギー変換効率が格段に改善でき、高純度・高エネルギー密度プラズマを形成できると予測できる。本研究は2年計画で行うため、今年度は放電基礎特性と冷却による凝縮細線設定機構の設計・製作に重点を置いた。
主として、真空容器、細線設定機構、放電電源、電圧・電流計測系の製作、放電パラメータの概略見積と細線設定に必要な真空容器冷却系の設計製作を行った。使用するエネルギー蓄積コンデンサーの容量は4.4μF、最大充電電圧は30kVであり、放電回路を同軸状に設定し、低インダクタンス化を図った。無誘導抵抗や水素ガスを負荷に用いて初期放電試験を行い、電圧・電流特性、放電エネルギー入力の見積、数値計算値との比較検討などを行った結果、典型的な放電立ち上がりはμs以下で、高速エネルギー入力が可能であることを確認した。
高速放電により高エネルギー密度プラズマが形成できるかどうかは、負荷となる細線の線径、一様性、直線性によるところが大きい。冷却系の検討と放電真空容器の設置を行い、細線設定機構の詳細な検討を行った。
今後は、凝縮物質を負荷に用いた場合のプラズマパラメータの見積、発光スペクトルの観測を行い、短波長光源プラズマとしての可能性を定量的に検討する。

Research Products

• [Publications] K.HORIOKA et.al.,: "Intense Negative Ion Source for Light Ion Fusion" Proc.IAEA Tech.Comm.Meeting,Drivers for Inertial Confinement Fusion. 1. 246-254 (1992)
• [Publications] K.Horioka et.al.,: "Formation Process of Negative Ions in a Magnetically Insulated Diode" Conf.High Power Particle Beams. PB-14. 45- (1992)
• [Publications] 堀岡 一彦: "短パルス放電によるX線レーザの発生と応用" 「放電を利用した短波長光の発生とその応用」シンポジウム. (1993)