| 研究課題/領域番号 |
08558052
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
八坂 保能 京都大学, 工学研究科, 助教授 (30109037)
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| 研究分担者 |
百田 弘 京都大学, 核融合科学研究所, 教授 (10023714)
久保 寔 京都大学, 工学研究科, 助手 (80089127)
石川 本雄 京都大学, 工学研究科, 助教授 (90109067)
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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 |
10,100千円 (直接経費: 10,100千円)
1997年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
1996年度: 7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
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| キーワード | 核融合 / ヘリウム3 / 直接エネルギー変換 / プロトンビーム / 高周波進行波 / カスプ石並場 / カスプ磁場 |
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| 研究概要 |
本研究は、ヘリウム3燃料核融合反応出力を直接電気エネルギーに変換する新しい方法である進行波型直接エネルギー変換を実験的に原理実証することを目的としている。核融合エネルギー担体である高エネルギープロトンを模擬するイオンビーム源、7MHzの高周波電圧による速度変調器、および高周波進行波を印加した減速電極系より構成される直接エネルギー変換実験装置を試作し低エネルギーにおいて原理検証実験を行うとともに、核融合炉を想定したシミュレーション研究を行った。実験においては、Heプラズマから引き出した2〜5keVのビームに7MHz、数百Vの速度変調電圧を印加することにより、理論で予想される位置において最大のバンチングが生じ、ビームが速度変調から密度変調へ移行していることが示された。この密度変調ビームが減速電極系へ流入すると、電極系に接続された高周波伝送回路に電圧が自己励起され、しかもその電圧は、ビーム速度が伝送回路の位相速度に一致するとき最大になることが分かった。伝送回路に外部から高周波電圧を加えて励起進行波とビームを相互作用させビームの減速効果すなわちエネルギー変換率を測定した。その結果、減速電極が4枚の場合、変換率10%、8枚の場合14%を達成し、進行波型エネルギー変換が可能であることが実証された。シミュレーション研究においては、進行波を誘起できる外部伝送回路を設計し、その動作とイオンの運動、装置内の電位分布を同時に解析できる時間依存1次元解析コードを開発した。その結果、グリッド電圧1MVの条件で変換効率70%以上を得た。さらに、イオンビームの軌跡と、伝送回路の動作を自己無撞着に解析できる2次元コードも完成させ、より実現的な配位での種々の条件におけるエネルギー変換率を得ることが可能になった。これにより核融合炉における直接エネルギー変換器の最適設計ができる。
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