高効率爆縮方式パルスパワー発生装置によるイオンビームの発生と計測

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63055029
• 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: イオンビーム / パルスパワー / オープニングスイッチ / 誘導性エネルギー蓄積 / 磁場絶縁型イオンダイオード / 慣性核融合

Research Abstract

パルスパワー発生装置を用いたイオンビーム核融合は、巨大なパルスパワー発生装置を必要としている。従来のマルクスバンクと水コンデンサを用いたパルスパワー発生方式と比較して、体積で1/1000,重量で1/300にすることの可能な誘導性エネルギー蓄積方式パルスパワー発生装置を開発し、それを用いてパルスイオンビームの発生実験を行った。
イオンビーム源として、磁場絶縁型イオンダイオードを用いた。パルスパワー源としては、開発継続中ではあるが、現時点で出力250kV33kA、電流の立ち上がり時間1.3kA/n秒のパルスパワー発生装置ASO-1を用いた。オープニングスイッチとして、ASO-1は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を持っているが今回はヒューズのみを用いて実験した。
臨界磁場を印加した時、最もイオンビーム電流密度が大きくなり、75A/cm^2に達した。ダイオード電圧は約70kVで電圧のパルス幅は100n秒であった。ダイオード電圧の立ち上がり時間は、ヒューズとイオンダイオードの間に入れたスパークギャップのガス圧又はギャップ長を変化することにより変化出来た。電圧の立ち上がりが遅い時、イオンダイオード陽極であるプラスチィクに埋め込まれた銅ピンからの銅ビームの発生が観測された。又、トムソンパラボラ分析器により、イオンビームの組成が得られた。イオンダイオードに印加される外部磁場を変化し、磁場が大きい時はイオンチャイルドラングミュア電流密度となることを確認した。又、バイアスイオンコレクターを用いて、軸方向及び径方向のイオンビーム電流密度分布を測定した。今後、パルスパワー発生装置ASO-1の開発の進行に伴い、さらに高電圧をイオンダイオードに印加する予定である。

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)