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2011 Fiscal Year Annual Research Report

レーザー核融合ロケット推進の原理実証実験

Research Project

Project/Area Number 21360418
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

中島 秀紀  九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (60112306)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山本 直嗣  九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (40380711)
Keywords宇宙インフラ / 航空宇宙工学 / ロケット
Research Abstract

パルス的に生成される高温のプラズマと磁場との相互作用を明らかにし,レーザー核融合ロケットの原理を実証するために,コイルによって生成した磁場中の核融合プラズマを模擬したレーザー生成プラズマの振る舞いを観察した.これと並行し,生成されたイオンの速度分布や価数を測定し,これまで開発してきたプラズマと磁気ノズルの相互作用解明のための数値解析コードを検証した.数値解析はレーザーとプラズマの相互作用を解析するための一次元放射流体コードおよび磁場とプラズマの相互作用を解析する3次元ハイブリッドコード,さらにこの二つのコードをカップリングさせるためのコードの三つのコードを用いた.
磁場との相互作用において,コイル側の強磁場側でプラズマの磁力線を横切る運動が抑制されることが確認された.しかしながら,観測されたイオンは50km/sと遅いものであり,高速のイオンはコイル軸上を抜けていくことが確認された.また,イオンの速度は価数によってピークが異なるが150-250km/sの速度分布が観測できた.
一方,数値解析の結果も同様に,コイル側で急峻な密度変化が見られ,またかなりの数のイオンがコイル中心部から抜けていくことが観察された.また速度分布やイオン密度等も計測値とオーダーで一致し数値解析の妥当性が示せたといえる.
性能向上には,コイル中心を抜けていき,磁場と干渉しないイオンを減らすために,コイルの角度の変更や磁場強度の増加もしくはコイルのサイズの変更が必要であることがわかった.

  • Research Products

    (10 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 磁気ノズルを用いた先端推進機の推力評価に向けたハイブリッド粒子シミュレーション2012

    • Author(s)
      梶村好宏, 他
    • Journal Title

      日本航空宇宙学会誌

      Volume: 60 Pages: 22-28

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct Measurement of the Impulse in a Magnetic Thrust Chamber System for Laser Fusion Rocket2011

    • Author(s)
      A.Maeno, et al
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 99 Pages: 071501-1-3

    • DOI

      doi:10.1063/1.3626600

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Verification of Hybrid Particle-in-Cell Simulation Model for Advanced Plasma Propulsions : Magento Plasma Sail and Magnetic Nozzle for Laser Fusion Rocket2011

    • Author(s)
      Y.Kajimura, H.Nakashima
    • Journal Title

      J.Space Technology and Science

      Volume: 25 Pages: 34-54

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] コイル磁場とレーザー生成プラズマの相互作用によりインパルス生成に関する数値解析2012

    • Author(s)
      三輪祐大, 他
    • Organizer
      宇宙輸送シンポジウム
    • Place of Presentation
      神奈川県相模原市
    • Year and Date
      2012-01-18
  • [Presentation] Demonstration Experiment of Magnetic Thrust Chamber in a Laser Fusion Rocket2011

    • Author(s)
      Masato Yasunaga
    • Organizer
      The 28th International Symposium on Space Technology and Science
    • Place of Presentation
      沖縄県宜野湾市
    • Year and Date
      2011-06-09
  • [Presentation] Numerical Analysis of Plasma Behavior in Magnetic Thrust Chamber System and Comparison with Experiment Results2011

    • Author(s)
      Akihiro Maeno, etc
    • Organizer
      The 28th International Symposium on Space Technology and Science
    • Place of Presentation
      沖縄県宜野湾市
    • Year and Date
      2011-06-07
  • [Presentation] Demonstration of a Magnetic Thrust Chamber for Laser Fusion Rocket2011

    • Author(s)
      Tomoyuki Hinaga, etc.
    • Organizer
      The 28th International Symposium on Space Technology and Science
    • Place of Presentation
      沖縄県宜野湾市
    • Year and Date
      2011-06-07
  • [Presentation] レーザー核融合炉ロケット推進の原理実証実験2011

    • Author(s)
      中島秀紀, 前野旭弘
    • Organizer
      レーザー研シンポジウム2011
    • Place of Presentation
      大阪府吹田市
    • Year and Date
      2011-05-10
  • [Presentation] レーザー核融合炉ロケット推進の基礎実験2011

    • Author(s)
      中島秀紀, 前野旭弘
    • Organizer
      レーザー研シンポジウム2011
    • Place of Presentation
      大阪府吹田市
    • Year and Date
      2011-05-10
  • [Remarks]

    • URL

      http://art.aees.kyushu-u.ac.jp/research/LFR/laser_fusion.html

URL: 

Published: 2013-06-26  

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