コンパクトで軽量な大電力パルスパワー発生装置の開発

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62880004
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 秋山 秀典 熊本大学, 工学部, 助教授 (50126827)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 定男 熊本大学, 工学部, 教授 (10040370)
• Keywords: パルスパワー / ヒューズ / プラズマエロージョンスイッチ / オープニングスイッチ / 誘導性エネルギー蓄積 / 粒子ビーム / 高速パルス電源

Research Abstract

誘導性エネルギー蓄積方式による大電力パルスパワーの発生は、従来のコンデンサ蓄積方式と比較して重さで1/300、体積で1/1000と軽量、小型で、かつ安価である。この方式で大電力パルスパワー発生装置が実現できれば、粒子ビーム核融合、自由電子レーザ、高密度プラズマによるX線源、中性子源等の研究が研究所規模でなく各大学においても手軽に出来るようになり、研究の飛躍的発展につながる。
昨年度、コンパクトで軽量なパルスパワー発生装置の試作を終えた。今年度、本格的な実験を開始した。一次電源としてのコンデンサは50kVまで充電可能であるが、これまでに25kVまで充電して実験した。現時点で、パルスパワー出力として、250kV、35kAを得、又電流の立ち上がりは1.3kA/n秒を得た。オープニングスイッチとしてパラレルヒューズとプラズマエロージョンスイッチを使った。パラレルヒューズの個々の長さが幾分異なっても、パルスパワー発生装置全体としての動作に影響がないことを確認した。オープニングスイッチに関しては、プラズマ入射のタイミングがパルスパワー出力に大きく影響し、プラズマ入射が早過ぎると充分な導通時間がとれず、又遅すぎるとオープニング動作をしない。来年度は、再現性良く動作させるための実験が必要である。
ワークステーションを本研究費で買入することにより、ディジタルオシロスコープで得た信号の処理が可能となった。ヒューズ及びプラズマエロージョンオープニングスイッチの抵抗の時間変化を実験データからワークステーションを用いて計算し、負荷との整合に関する理論的解析との比較を行なった。又、ディスク上にデータを蓄積しており、今後、実験式等の考察も可能となるであろう。

Research Products

• [Publications] H.Akiyama: IEEE Transactions on Plasma Science. 16. 312-316 (1988)
• [Publications] 高木浩一: 電気学会論文誌A. 108. 421-426 (1988)
• [Publications] 下村直行: 電気学会論文誌.
• [Publications] H.Akiyama: Jpn.J.Applied Physics.
• [Publications] H.Akiyama: Seventh IEEE Pulsed Power Conference. (1989)
• [Publications] H.Akiyama: IEEE International Conference on Plasma Science. (1989)