2014 Fiscal Year Annual Research Report
超大出力パルスパワー実験装置による核融合研究のための高密度状態測定への挑戦
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25630418
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
菊池 崇志 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30375521)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
樫根 健史 鹿児島工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (60332110)
佐々木 徹 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90514018)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 核融合 / 慣性核融合 / Warm Dense Matter / パルスパワー / 高密度プラズマ / 高エネルギー密度科学 / 非定常熱伝導 / 放射輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
慣性核融合研究にとって重要なWarm Dense Matterと呼ばれる領域での不明確な状態方程式や輸送特性など，定式化されていない情報を，超大出力パルスパワー装置を用い，慣性核融合の爆縮過程と同等の時間スケールで生成し，その状態を良く計測して物性データの収集を行う手法を構築する．得られたデータを数値解析へ適用できる物理モデルやデータベースを構築し，慣性核融合の爆縮過程をより精度良く解析できるようにする．
長岡技術科学大学・極限エネルギー密度工学研究センターに設置されている，国内最大の大出力パルスパワー発生装置ETIGO-IIを利用し，パルスパワー放電定積加熱により高密度状態を作り出すためのセットアップを構築している．このため，専用の真空容器を設計し，本予算により購入した．また，パルスパワー放電によるWarm Dense Matter生成のため，電子ビームダイオードを用いた試料への投入エネルギー制御法を新たに提案した．提案した投入エネルギー制御法を高度化するため，電極材料の材質および表面粗さについて実験的に検討し，本研究用途としてはロバストな性能を発揮できることがわかった．購入した真空チャンバーと提案した電子ビームダイオードによる投入エネルギー制御を組み合わせ，試料を想定した模擬負荷へ極短時間にエネルギー投入を行い，Warm Dense Matter生成の実験系を構築した．パルス高電圧（~100ns，~MV）が印加される環境のため，正確な計測のためには十分な絶縁・高周波への対策が必須である．試料への投入エネルギー評価のために，上記の対策を踏まえた環境下での電圧・電流波形計測系を構築した．さらに，実験と比較した数値解析のための非定常熱伝導と放射輸送を考慮した計算コードを開発した．以前に行われたパルスパワー放電定積加熱の実験結果と良い一致を見ているため，本研究課題にも適用可能であり，光学計測系へ要求される時間・波長分解能を明らかにした．
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[Journal Article] Preparation of palladium nanoparticles and a grain-size determining equation of pulsed wire discharge in N2, Ar, and He ambient gasses2015
Author(s)
Yasunobu Sato, Hisayuki Suematsu, R. Sarathi, Takashi Kikuchi, Toru Sasaki, Yoshinori Tokoi, Tsuneo Suzuki, Tadachika Nakayama, and Koichi Niihara
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Journal Title
Japanese Journal of Applied Physics
Volume: 54
Pages: 045002-1-6
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Impedance control using electron beam diode in intense pulsed-power generator2015
Author(s)
Ryota Hayashi, Tomoaki Ito, Fumihiro Tamura, Takahiro Kudo, Naoto Takakura, Kenji Kashine, Kazumasa Takahashi, Toru Sasaki, Takashi Kikuchi, Nob. Harada, Weihua Jiang and Akira Tokuchi
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Journal Title
Laser and Particle Beams
Volume: 33
Pages: 163-167
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Estimation on Achievable Parameter Regime of Warm Dense Matter Generated by Isochoric Heating Discharge using Intense Pulsed Power Generator2015
Author(s)
R. Hayashi, K. Kashine, A. Tokuchi, F. Tamura, A. Watabe, T. Kudo, K. Takahashi, T. Sasaki, T. Kikuchi, T. Aso, Nob. Harada, W. Jiang
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Journal Title
Journal of Physics: Conference Series
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Recent Progress in the Intense Pulsed Power Generator “ETIGO-II”2014
Author(s)
K. Kashine, T. Kikuchi, T. Sasaki, R. Hayashi, F. Tamura, A. Watabe, T. Kudo, T. Aso, K. Takahashi, Nob. Harada, W. Jiang, A. Tokuchi
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Journal Title
Transactions on GIGAKU
Volume: 2
Pages: 02015/I-6-1-6
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Study on Generation and Measurement Methods for Analysis on Solid-Plasma Transition Process2014
Author(s)
T. Kikuchi, T. Sasaki, Y. Miki, F. Tachinami, H. Saito, R. Hayashi, N. Anzai, T. Takahashi, T. Aso, K. Takahashi, Nob. Harada, W. Jiang, K. Kashine, A. Tokuchi
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Journal Title
Transactions on GIGAKU
Volume: 2
Pages: 02010/I-10-1-10
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] 大強度パルスパワー装置を用いた飛翔体加速のための電子ビーム照射エネルギーの評価2015
Author(s)
工藤 隆弘,田村 文裕,林 亮太,髙倉 直人,伊藤 友章,髙橋 一匡,佐々木 徹,菊池 崇志,原田 信弘,江 偉華,樫根 健史,徳地 明
Organizer
平成２６年度核融合科学研究所共同研究「パルスパワーとその周辺技術の展開」
Place of Presentation
核融合科学研究所
Year and Date
2015-01-08 – 2015-01-09
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[Presentation] Electron Emission Characteristics of Electrode toward Warm Dense Diamond-Like Carbon Generation by Using Flyer Impact with Intense Pulse Power Generator2014
Author(s)
Takahiro Kudo, Naoto Takakura, Tomoaki Ito, Fumihiro Tamura, Ryota Hayashi, Kazumasa Takahashi, Toru Sasaki, Takashi Kikuchi, Nob. Harada, Weihua Jiang, Kenji Kashine, Akira Tokuchi and Shinsuke Fujioka
Organizer
EAPPC2014 - 5TH EURO-ASIAN PULSED POWER CONFERENCE
Place of Presentation
熊本大学
Year and Date
2014-09-08 – 2014-09-12
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[Presentation] Input Power Measurement Toward Warm Dense Matter Generation with Isochoric Heating on Implosion Timescale using Intense Pulsed Power Generator2014
Author(s)
R. Hayashi, T. Ito, F. Tamura, T. Kudo, N. Takaura, K. Kashine, K. Takahashi, T. Sasaki, T. Kikuchi, Nob. Harada, W. Jiang, A. Tokuchi
Organizer
20TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON HEAVY-ION INERTIAL FUSION (HIF 2014)
Place of Presentation
Institute of Modern Physics
Year and Date
2014-08-11 – 2014-08-15
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[Presentation] NUMERICAL ANALYSIS OF TEMPERATURE DISTRIBUTION FOR ISOCHORIC HEATING WITH INTENSE PULSED POWER DISCHARGE USING ELECTRON BEAM DIODE BASED IMPEDANCE CONTROLLER2014
Author(s)
R. Hayashi, F. Tamura, T. Kudo, K. Takahashi, T. Sasaki, T. Kikuchi, T. Aso, N. Harada, W. Jiang, K. Kashine, A. Tokuchi
Organizer
THE 41ST IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON PLASMA SCIENCE (ICOPS) AND THE 20TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON HIGH-POWER PARTICLE BEAMS (BEAMS)
Place of Presentation
Washington DC
Year and Date
2014-05-25 – 2014-05-29
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[Presentation] EVALUATION OF ELECTRON BEAM FOR FLYER ACCELERATION BY INTENSE PULSED POWER SUPPLY2014
Author(s)
F. Tamura, N. Takakura, T. Itoh, T. Kudo, R. Hayashi, K. Takahashi, T. Sasaki, T. Aso, T. Kikuchi, N. Harada, W. Jiang, K. Kashine, A. Tokuchi
Organizer
THE 41ST IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON PLASMA SCIENCE (ICOPS) AND THE 20TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON HIGH-POWER PARTICLE BEAMS (BEAMS)
Place of Presentation
Washington DC
Year and Date
2014-05-25 – 2014-05-29
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