2013 Fiscal Year Annual Research Report
ＥＵＶ光源、Ｘ線レーザー媒質プラズマ中の原子・輻射過程に起因する相転移現象の解明
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23340185
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
佐々木 明 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究副主幹 (10215709)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
砂原 淳 公益財団法人レーザー技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (00370213)
西原 功修 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センタ, 研究員 (40107131)
古河 裕之 公益財団法人レーザー技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (70222271)
西川 亘 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (80243492)
小池 文博 上智大学, 理工学部, その他 (90095505)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | パーコレーション / プラズマ / 放電 / シミュレーション / 相転移 / EUV光源 |
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| Research Abstract |
レーザー照射や放電励起による、極端紫外(EUV)光源、X線レーザーの媒質中の、プラズマの温度、密度の時空間構造の生成メカニズムの解明に関する検討と、シミュレーションによる対象とする物理現象の再現のためのプラズマ輻射流体力学、原子過程およびその統計モデルについての検討を行った。プラズマが生成する過程、初期に固体であった媒質が加熱されて溶解、気化しプラズマ化する際に相転移が起こる可能性について、原子過程の見地で解析するとともに、流体シミュレーションの立場でモデリングする方法の検討を行った。
放電を対象として、その構造の時間発展を再現する統計モデルの研究を行った。パーコレーションモデルによるシミュレーションに、空間の静電容量とプラズマの抵抗を取り入れるとともに、絶縁ガスとして用いられるSF6の物性値を考慮するように計算モデル改良し、SF6中の放電の特性の実験との比較を行った。すなわち、単純なパーコレーションモデルに、電離領域の生成、消滅の確率の重み付けを加えるなど、SF6の物性を順次取り入れ、実験の特性をより良く再現するモデル化の方法を明らかにした。
SF6ガスにおいて、電離係数が電界に比例し、付着係数が電界に反比例する特性を考慮すると、電離領域の割合は電界強度の二乗に比例して増加し、電界強度がある閾値を超えることで放電が起こる特性が再現されるが、放電路は瞬時に消滅し、放電路は形成、消滅を繰り返し、実験とは異なる結果となる。これに対して、放電電流が流れることによりプラズマが加熱され付着が抑制されると考えることで、電界印加直後の部分放電から、ステップドリーダーの成長、ブレークダウンに至る過程を再現できた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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