2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of relaxation time model using normalized parameters for warm dense matter
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18H01193
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
佐々木 徹 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (90514018)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 一匡 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (10707475)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 低温・高密度プラズマ / 熱伝導率 / 電気伝導率 / ローレンツ数 / 定積加熱放電法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属(固体)の性質とプラズマの性質を併せ持った低温(0.1eV-10eV)・高密度プラズマ 0.001ρs-ρs:ρs は固体密度)である低温・高密度プラズマ(Warm Dense Matter)は，固体物性やプラズマ物性が共存する体系であるため，その理解を進めることで普遍的な物性論を構築できる可能性を秘めている．
本研究の目的は，申請者らが開発した定積加熱放電法と熱伝導率計測法を用いて，ローレンツ数，イオン-イオン結合定数，電子縮退度に対する輸送特性をモデル化し，固体-プラズマ境界領域である低温・高密度プラズマ領域の衝突・緩和時間モデルを構築することである．
本年度は，自発光成分を除去してルビー蛍光のみを観測し，蛍光強度の空間分布を観測できる実験系の構築を行い，低温・高密度プラズマの熱伝導率を高精度に観測できる実験系を構築する．これに向けて，熱伝導率の高精度計測を行うため，定積加熱放電装置の構造を変更し，モノクロメータとその場観測できる光ファイバーを導入した．また，他機関よりパルスナノビ秒YAGレーザーを導入した．これにより，ルビー蛍光の空間・時間変化が観測できるようになった．現在これらの観測を進め，その性能について検討をしている．
また，ルビーキャピラリーによるプラズマの閉じ込め性能の再現性が課題となっており，その構造について検討を行った．それにより従来法よりも高精度に電気伝導率が計測できるようになった．得られた結果に対して，密度および温度依存性を評価した結果，縮退度θ<1の領域では，金属的な電気伝導率の温度依存性を示し，一方縮退度θ>1の領域では，プラズマ的な電気伝導率の温度依存性を示すことが明らかとなった．また，本手法を派生させて放電生成プラズマを利用した高密度絶縁体導電率計測法を確立した，
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
所望の実験計測系を構築したこと，精度の高い電気伝導率計測系を構築できたことから，ローレンツ数，イオン-イオン結合定数，電子縮退度に対する輸送特性をモデル化に向けて基盤を整えたと言える．また，本手法を派生させて放電生成プラズマを利用した高密度絶縁体導電率計測法を確立したことから，本手法を用いた新しい低温・高密度プラズマの計測方法として用いることが期待できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に得られた知見を基に，熱伝導率，電気伝導率の同時計測を行いローレンツ数の直接測定，各種輸送特性の温度・密度依存性を評価し，その体系化を目指す．また，ルビー蛍光を利用した圧力計測方法などから，状態方程式などの関係を探ることも合わせて進める．
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