2014 Fiscal Year Research-status Report
液体Li超音波キャビテーションによるDD核融合反応の増強
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26400288
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
笠木 治郎太 東北大学, 電子光理学研究センター, 名誉教授 (10016181)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 核融合反応 / 超音波キャビテーション / 重陽子照射 / 液体リチウム / 遮蔽エネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
液体Liに超音波を作用し、液体Li内にキャビテーションを生成する標的システムの整備を行った。最初に以前に使用していたシステムを用い、低エネルギー重陽子ビーム照射下で生じる反応の様子をテストした。d+d反応から放出される陽子のエネルギースペクトルと反応収量を、超音波ON/OFFで比較したが、全く変化が見られなかった。以前行った実験の結果では、超音波ON時の収量は大きく増大することが判っており、実験系（超音波振動系）が正常に働いていないものと判断し、製作会社に依頼して種々の診断を行った。その結果、PZT圧電素子の能力に著しい劣化があること、ホーンの形状が最適ではない等の欠陥が見つかった。このため、新たにBLT超音波発生器の発注とホーンの製作を余儀なくされ、現在に至るも、ホーンの形状改良の作業が行われており、当初予定していた実験計画が大幅に遅れている。
その間、液体In,Sn,Pb,Biに重陽子ビームを超音波作用なしで照射した時に得たデータの解析を進めた。D3分子ビームを用いたcooperative collision mechanismによるd+d反応の解析では、従来問題になった標的重陽子密度の不定性がなく、信頼度の高い遮蔽エネルギーを導出することができた。d+d反応の遮蔽エネルギーは、各々、380+/-80 (In), 570+/-80 (Sn), 670+/-80 (Pb) 及び 490+/-80 (Bi) eV と求まり、いずれも単純なThomas-Fermi模型による予想をはるかに上回る大きな値であることが確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
研究実績の概要で触れたが、以前に使用した超音波発生装置の劣化により、装置の一部の再製作を余儀なくされた。その後、最適なホーン形状を探索している段階で、超音波キャビテーション作用下での重陽子ビームを照射する段階に至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、早急にホーンの最適形状を見出し、最終的に使用する装置を製作する。その後液体Li標的に超音波キャビテーションが発生する最適条件の探索を行う。そのため、重陽子ビームの液体Li照射時に、超音波ON/OFFを繰り返しながら、標的から放出される陽子を、重陽子ビーム強度、液体Liの温度、超音波強度等のパラメータを変化させ、陽子収量のON/OFF比が最大となる条件を探る。
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| Causes of Carryover |
今年度は、装置の故障原因究明のため、予定していた実験計画がほとんど実行できなかった。このため、物品費での支出は超音波振動系の製作に使われたものがほとんどで、実験遂行に予定していた消耗品を発注しないまま経過した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
H26年度に予定していた実験を早急に進め、H27年度に予定しているデータ蓄積を図るため、実験消耗品を購入する（濃縮6Li、重水素ガス、化学薬品類、標的ヒータ、真空ガスケット等）。
更に、重陽子照射なしでのd(d,p)t反応生起の実験のため、ビーム輸送系に、静電デフレクターを設置し、μ秒でのビームON/OFFを可能にする。この装置の製作（センターの工作室で製作する）のための電子回路材料費、金属材料材料費として使用する。
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