| 研究課題/領域番号 |
08458106
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
プラズマ理工学
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| 研究機関 | 宇都宮大学 |
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研究代表者 |
西田 靖 宇都宮大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00005315)
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| 研究分担者 |
湯上 登 宇都宮大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60220521)
徐 暁曦 宇都宮大学, 工学部, 助手 (70272218)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1997
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| 研究課題ステータス |
完了 (1997年度)
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| 配分額 *注記 |
8,700千円 (直接経費: 8,700千円)
1997年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1996年度: 7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
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| キーワード | 光子加速 / レーザー航跡場 / 周波数上昇 / プラズマ動重力 / プラズマ波 / イオン波 / マイクロ波プラズマ相互作用 / レーザープラズマ相互作用 / プラズマ利用加速器 / プラズマ航跡場 / ポンデラモ-ティブ力 / プラズマダクト / 電子加速 / 非線形効果 |
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| 研究概要 |
本研究の目的はプラズマ利用加速器の開発に必須である大振幅プラズマ波の励起方法の開発中に発見された新しい現象である、電磁波の青方変移又は光子加速の現象の解明である。この現象は、レーザー航跡場加速の研究においてプラズマ中を光速に近い速度で走る電離波面が存在する場合に起きることが、米国で発見された。しかし、本学では、電離を伴わない場合にも青方変移が起きることを発見した。
この現象を明らかにするために、先ず現在の真空容器長をほぼ3倍にし、容器壁からの影響を最小限にすることを行い、現象の解明を行った。この結果、光子加速の本質的な原因ではないかと考えられていた、(1)強力なマイクロ波により電離が発生するために起きる現象と、(2)入射電磁波が境界により強く反射する結果、真空容器内に生じる定在波による現象との識別が出来るようになった。いずれの場合にも入射波の周波数9GHzに対して約2MHzの青方変移を生じるが、大きな違いは高周波成分(6・20MHzの上方側帯波)の発生の機構が異なることであった。すなわち、電離を伴う場合には成分は顕著ではないが、電離が無いあるいは極めて少ない場合には高周波成分は顕著に現れた。上方側帯波の発生機構は、電離が無い場合にホーンアンテナ直前のプラズマが動重力により、押し出され、イオン波周波数程度の密度変動を生じ、その密度変動により電磁波が変調を受けたことによる周波数上昇である。さらに、本研究成果の応用として、静電場から直接マイクロ波を発生させる機構(DC-AC Radiation Conversion)についても研究を開発し、初期的な成果を得た。
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