2009 Fiscal Year Annual Research Report
交差プルーム法による慣性炉内エアロゾル生成の模擬実験
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21360454
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
廣岡 慶彦 National Institute for Fusion Science, 連携研究推進センター, 教授 (60311213)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 和夫 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70171741)
村上 泉 核融合科学研究所, 連携研究推進センター, 准教授 (30290919)
坂上 裕介 核融合科学研究所, 連携研究推進センター, 助教 (40250112)
加藤 太治 核融合科学研究所, 連携研究推進センター, 助教 (60370136)
砂原 淳 核融合科学研究所, レーザー技術総合研究所, 研究員 (00370213)
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| Keywords | 慣性核融合炉 / チェンバーアブレーション / エアロゾル形成 / レーザーアブレーション |
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| Research Abstract |
本研究課題の初年度の研究目標は、慣性壁候補材料(C,W)・基本的工学材料(Cu,Al)に短パルス高強度レーザー(YAG 3ω、6ns, 10^8-10^9W/cm^2)を照射した際に発生するアブレーションプルームプラズマそれぞれに含まれる粒子の同定とこれらのプルーム同士を交差(衝突)させたときのプルームの挙動・交差プルーム中の粒子の同定である。これらの目的のため自動解析ラングミュアプローブ、蒸着速度モニターと市販の四重極型質量分析計にイオン源部取り外し等の改造を施したものを用いてプルームプラズマ中のイオンを直接同定した結果、以下のようなことが分かった:
(1)上記、4種の材料のプルーム発生量、つきり、プルームプラズマ密度が材料の藤が高く塗るほど減少する。特に、炭素プルームプラズマ密度は、他の材料に比べて数ケタ小さい。また、プフズマ密度は10^<10>-10^<13>l/ccの範囲、電子温度は1-5eVの範囲、イオン温度は、0.1-0.5eVの範囲でレーザー強度に比例して上昇する傾向が認められた。
(2)これらのプルーム同士を交差(衝突)させた場合、一般にプラズマ密度・電子温度ともに上昇する。それに伴ってCu, Al, W金属プラズマ中のイオンの電荷数が+1価から+2価に上昇するが、これに対して炭素だけは、C_2^+, C_3^+, C_4^+, C_5^+, C_6^+等のクラスターを生成する傾向がある。
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