ビームプローグによるV×B電場のスタルク効果を用いたプラズマの内部磁場計測

• Project/Area Number: 62580006
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: プラズマ理工学
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 伊藤 慶文 大阪大学, 工学部, 助教授 (00127185)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉本 敏司 大阪大学, 工学部, 助手 (70187665) ; 大井 正一 大阪大学, 工学部, 助教授 (50029154) ; 加古 雅史 大阪大学, 工学部, 助手 (80093392)
• Project Period (FY): 1987 – 1988
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1988)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 1988: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000); Fiscal Year 1987: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
• Keywords: ビームプローブ分光 / 高密度・高エネルギー水素原子ビーム / ビーム長集点化 / ビームプローブ分光法 / プラズマ内部磁場計測 / 高エネルギー / 高密度水素ビーム源

Research Abstract

高輝度パルスイオンビーム源を用いた、ビームプローブ分光用高密度・高エネルギー水素原水ビームの開発を行っている。イオンビーム源は、マルクスジェネレーター・パルス形成ライン(特性インピーダンス〜3Ω;長さ〜3m)・Bo磁場絶縁型ダイオード(アノードの内径〜4cm;外径〜(13〜16)cm)から成る。今年度の主な研究実績を以下に示す。
(1)アノード面でのフラッシュオーバーが方位角方向に非一様である事が判り、カソードのリターンを対称性確保のため8本とする改良を行った。これにより、得られるイオンビーム強度分布の方位角方向の一様性が確保される。
(2)得られるイオンビームのエネルギーを、磁場変向型エネルギーアナライザーにより測定した。マルクスの充電電圧を150KVとした場合、ビームエネルギーは〜50keVであった。これより、ダイオード部のインピーダンスは〜1.5Ω程度と見積られた。
(3)種々の実験条件下で、イオン電流密度の空間分布が測定された。アノードより〜10cmの場所でイオンビームは集束しており、集束位置での大きさは〜230A/cm^2,ビーム径〜1cmであった。これは〜4.6X10^<12>cm^<-3>のイオン密度に、又平行平板近似でのchildーLangmiur制限電流密度の〜280倍に相当する。
(4)トロイダル磁場を用いたビーム長集点化が、種々のコイル形状を用いて行なわれた。コイルをそう入する事によりビーム密度は〜50%減少したが、コイル形状の選択により、集点位置を〜25cmにする事が出来た。
(5)ガス層(Heガス)を通しての中性化の後、H^0ビームの発光強度測定が試みられた。ビーム入射に起因するH_βパルス光が観測されたが、強力なバックグランド光のため、H^0ビーム自体の発光の確認には至らなかった。