2008 Fiscal Year Annual Research Report
強磁場・超高密度ヘリコンプラズマを用いた外部電磁場制御による超音速流制御の研究
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20340163
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
篠原 俊二郎 Kyushu University, 総合理工学研究院, 准教授 (10134446)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
羽田 亨 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (30218490)
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| Keywords | プラズマ / ヘリコン / 高密度 / 強磁場 / プラズマ流 |
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| Research Abstract |
従来全くない方法による軸方向「超音速流形成」を行うために、強磁場・高密度ヘリコンプラズマを生成し、それを用いた外部電磁場制御による総合的研究を目指し、初年度は以下の成果を得た。
1.アルガンガスを用いたヘリコン放電で、高磁場(3kG)から低磁場(0.1kG以下)まで(磁場配位も変化)のサーベイを複数の装置で行い、3kW程度で10^<13>cm^<-3>以上の高密度プラズマが得られる事を実証した。その際重要な径方向密度分布も、磁場配位とアンテナ放射分布の制御で変化させた。またアンテナ近傍の磁場に関して、強磁場程密度ジャンプを起こす高周波パワーが高く、ジャンプ前は高磁場程密度が高いのがわかった。
2.このプラズマ源として低アスペクト比A(A:軸長と直径の比)も重要であるため、終端板でプラズマ軸長を制限し、容器内径74(40)cmで軸長が5.5(95)cmまで下げても、10^<13>(10^<12>)cm^<-3>の高密度ヘリコンプラズマを達成できた。この結果においてアスペクト比Aがそれぞれ0.24(0.075)であり、0.075は世界最小となった。また短軸長の場合、軸方向の境界条件で決まる離散的な軸方向波長が得られ、ヘリコン波の分散関係から理解できた。
3.高速流形成のために径方向磁場存在下での回転磁場生成(周方向電流の誘起)のシステム(コイル、高周波電源、整合器、真空部品など)を構築した。
4.簡単な1次元モデル解析により電磁推力の計算を行い、電磁場制御によるプラズマ流制御が有望である事を示した。
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