2005 Fiscal Year Annual Research Report
非対称爆縮における高密度コアプラズマの形成と加熱のダイナミクス
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15360490
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
白神 宏之 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 助教授 (90183839)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
兒玉 了祐 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80211902)
中井 光男 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 助教授 (70201663)
重森 啓介 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 助手 (50335395)
長友 英 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 助手 (10283813)
長井 圭治 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 助手 (30280803)
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| Keywords | レーザー核融合 / 高速点火 / コーンシェルターゲット / 非対称爆縮 / コアダイナミクス / 超高速X線画像計測 / 核反応粒子計測 / マルチイメージX線ストリークカメラ |
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| Research Abstract |
大阪大学レーザーエネルギー学研究センターでは、コーン付きシェルターゲットを爆縮し超短パルス高強度レーザーによりこれを加熱する高速点火核融合方式の研究を推進している。コーンシェルターゲットの爆縮では、コーンの存在により爆縮は必然的にモード1の非対称性を有するため、爆縮過程および形成されるコアプラズマは非対称な構造を持つことになり、球対称爆縮とは大きく様相を異にする。従って、そのダイナミクスは核融合点火・燃焼設計に向けて核融合利得を左右する重要なファクターとなる。
H17年度は、(1)コア形成ダイナミクス・加熱計測法の開発、(2)爆縮ターゲット実験、(3)2次元シミュレーションコードによる解析、を行い本課題研究の総括を行った。今年度の研究成果は以下の通りである。
・2次元サンプリング結像X線ストリークカメラ(2D-SIXS)法を開発実用化し、コアプラズマ内部に流れが存在するなど非対称爆縮コアのダイナミクスの観測に成功した。
・1次元結像とマルチイメージX線ストリークカメラ(MIXS)法を組み合わせた手法を開発し、爆縮シェル全体のダイナミクスと爆縮コアのダイナミクスを同時に精度よく計測することに成功した。
・2次元シミュレーションコードを用いた解析により、爆縮コアとコーン先端の間隙でのプラズマ流により、コアとコーンの相互作用が大きく影響を受けることを見いだした。
重水素化プラスチックシェル球殻ターゲットを用いた爆縮実験に加え、フォームクライオ重水素平板ターゲットの加速実験およびPWレーザーによる加熱実験に分解した要素実験を行った。その結果、
・フォームクライオ重水素ターゲットにおいてもその加速ダイナミクスはこれまでのプラスチックターゲットを解析したと同じシミュレーションコードで記述できることが明らかとなった。
以上、高速点火爆縮の設計において重要な知見を得た。
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