2011 Fiscal Year Annual Research Report
コンパクトトロイドおよび極超音速ガスジェットの選択的入射と燃料粒子供給過程の研究
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21360453
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
福本 直之 兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (90275305)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永田 正義 兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00192237)
菊池 裕介 兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00433326)
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| Keywords | コンパクトトーラス / 燃料補給 / 高速ガス流 |
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| Research Abstract |
本研究では,磁場閉じ込め核融合プラズマの中心領域への燃料粒子補給を主眼におき,コンパクトトロイド(CT)入射技術を用いてCTプラズマと極超音速ガスジェットの選択的入射が可能な装置を開発し,両入射法の長所を相補的に組み合わせることで今までにない燃料粒子補給法を確立することを目的としている.本年度は,核融合科学研究所のCT入射装置SPICAを用いたガスジェット入射装置開発の研究を中心に行った.SPICA装置で生成・射出した加速CTプラズマ(速度v_<CT>～100km/s,密度n_<CT>～1x10^<22>m^<-3>)を中性粒子化セル(1.8m)を通過させることで,高速ガスジェットを生成する実験を行った.高速圧力センサーによる計測とイオンゲージのフィラメント発光強度の観測による中性ガス圧変化から,CT速度相当の高速ガスジェットが中性粒子化セル終端部およびそれに続くフラックスコンサーバ(FC)に到達していることが確認された.また,セル終端部におけるHeNeレーザ干渉計による平均電子密度計測から,そのピーク値がSPICA装置CT射出部での値の10%程度にまで減少していることが確認された.これらの結果から,CTプラズマは完全には中性ガス化されていないが,CT速度相当の高速ガスジェットの生成に成功に至った.この成果により,SPICA装置と中性粒子化セルを用いることでCTプラズマと極超音速ガスジェットの選択的入射が可能となり,装置開発としての目標はほぼ達成された.CTおよび極超音速ガスジェットの入射の研究に関しては,九州大学のQUEST装置を入射対象としていたが,CT入射装置用電源移設の際の耐震強化への安全対応のため,入射実験には至らなかった.しかしながら,入射実験に向けた研究により,SPICA装置での成果を有効的に反映した入射実験が可能となる様に,関連機器開発等の対応を行った.
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