シートプラズマを用いた同位体分離の基礎的応用的研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62400003
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 高山 一男 東海大学, 開発技術研究所, 教授 (20023690)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋本 静代 東海大学, 理学部物理学科, 教授 (90055757) ; 篠原 元雄 東海大学, 開発技術研究所, 教授 (60162616) ; 利根川 昭 東海大学, 理学部物理学科, 助手 (90197905) ; 矢部 栄二 東海大学, 開発技術研究所, 助教授 (70056018) ; 砂子 克彦 東海大学, 理学部物理学科, 助教授 (50056016)
• Keywords: シートプラズマ / 同位体分離 / イオン・サイクロトロン共鳴 / プラズマの計算機シミュレーション / プラズマ電位分布の制御 / ストリング・プラズマ

Research Abstract

昭和63年度には主として、本格的同位体分離実験用装置の整備を行い、予備実験を開始した。
1.本格的な実験用シートプラズマ装置用の不足分磁場コイルの設計・製作を終了した。
2.同位体分離用高周波電極を試作し、特性試験を行った。
3.空間的に極めて均一度の高いシートプラズマの生成法を完壁なものにするため、磁場コイルが可動の新しいシートプラズマ装置TUー2号機を現有部品を用いて組立、実験を開始した。
4.同位体分離に用いられる元素(B、Liなど)を効率よくシートプラズマ中でイオン化する方法を確立するための予備実験を行った。
5.計算機シミュレーションにより、シートプラズマを用いたイオン・サイクロトロン共鳴法による同位体分離の検討を続行し、以下の点が新たに明きらかとなった。
(1)高密度シートプラズマ中でのイオンの衝突を考慮しても、衝突領域がシートの幅で制限されているため、従来法に比べて充分に高効率に同位体分離が可能である。
(2)ΔM/M(ΔMは質量差)が極めて小さいZrなどの場合にも、条件を適切に選べば高効率の同位体分離が可能であることを確認した。
(3)高周波電極の末端効果の基づく非線形効果を考慮して電極を設計すると、分離効率を高めることが可能であることが明きらかとなった。
6.シートプラズマを一次元化したストリング・プラズマにより、同位体分離に関連する物理現象を解明する実験を開始した。特に、厚さ方向dc電界のイオンの運動に対する影響が実験的に明らかになりつつある。結果は、プラズマ電位分布の制御を行う際に必要な重要な情報を与える。

Research Products

• [Publications] K.Sunako;et al.: Nuclear Instruments and Methods B.(1989)
• [Publications] T.Noguchi et al.: Nuclear Instruments and Methods B.(1989)
• [Publications] 砂子克彦 他: プレーティングとコーティング. 8. 280-286 (1988)
• [Publications] 谷川隆夫 他: プレーティングとコーティング. 8. 291-295 (1988)
• [Publications] 野口武史 他: 電気学会プラズマ研究会資料. EPー88ー84. 93-102 (1988)
• [Publications] 砂子克彦 他: 電気学会プラズマ研究会資料. EPー88ー31. 1-10 (1988)