2011 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 核融合科学研究所, 核融合システム研究系, 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)
芦川 直子 核融合科学研究所, 核融合システム研究系, 助教 (00353441)
薮内 俊毅 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (20397772)
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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 |
本研究の目的は、高繰り返し慣性核融合炉のターゲットチェンバーでペレット爆縮が起こった時に発生するX-線、未燃焼DT粒子、He粒子やペレットのCHデブリ等の短パルス高エネルギー流束による壁材料のアブレーションによって発生するプラズマ粒子同士の衝突挙動を実験室系レーザー装置を用いて模擬し、エアロゾル等気相凝縮物の生成挙動を調査し基礎知見を得ることである。
最終年H23年度には、H21,H22年度に得られた実験的データの再現性を確認しながらエアロロゾル生成(炭素系エアロゾル)とその蒸着挙動の解析と物理的モデル化を行った
(1)本研究で生成する炭素プラズマ中の典型的な電子温度は、数eV程度であるが、エアロゾル形成ためには、炭素イオンの再結合(中性原子生成)が起こる必要がある。
(2)ラングミュアプローブ測定から炭素プラズマプルーム衝突の時に限り電子温度が上昇する傾向が認められた(金属プラズマプルーム衝突の場合、電子加熱の傾向は見られない)。
(3)上記再結合は、エネルギー保存則から最終生成電子の温度が高くなる傾向があることが知られている衝突反応:C++e+e=C+eによる可能性が高いと考えられる。
(4)この反応を起点にして順次クラスタ成長が起こると仮定した以下の新規モデルが提唱され、現在、Nature誌に論文投稿準備中である:
C^++C+C=C_2^++C (1)
C_2^++e=C_2 (2)
C_2+^+C+C=C_3^++C (3)
C_3^++e=C_3 (4)
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