| 研究課題/領域番号 |
11558055
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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 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
安藤 晃 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90182998)
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| 研究分担者 |
竹入 康彦 東北大学, 核融合科学研究所, 助教授 (60179603)
服部 邦彦 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90261578)
犬竹 正明 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90023738)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
13,700千円 (直接経費: 13,700千円)
2001年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2000年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
1999年度: 8,700千円 (直接経費: 8,700千円)
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| キーワード | ホール加速 / イオン源 / 低電圧 / 大電流 / 空間電荷制限 / 中性粒子入射 / 中世粒子入射 / NBI / 低電圧イオン源 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、プラズマ・核融合研究での小型のプラズマ閉じ込め実験研究における中性粒子入射法や、いろいろな応用研究に利用できる低電圧大電流ビーム源の開発を、ホール加速機構を利用して実現することである。
従来用いられている静電加速型イオン源では、空間電荷制限効果により引き出し電流値に限界があり、低電圧で大電流のイオンビームを作り出すことが困難であった。一方で、最近、宇宙航行用電気推進機として注目されているホール加速機におけるホール加速方式によれば、荷電粒子は空間電荷制限効果によるビーム電流の制限を受けないため、低電圧で大電流のビームを作り出すことが可能である。
本研究では、同軸型ホール加速機の設計、試作、ビーム引き出し実験を行い、その動作特性を測定した。動作ガスとしてアルゴンおよびキセノンを用い、それらのイオンビームの引き出し実験を行った。ビーム電流測定、ビームの空間分布測定などを行い、最適な動作条件を明らかにした。その結果、ビーム加速電圧とビーム電流が独立に制御可能なことを見いだし、ビームエネルギーが約90Vで、引き出された電流値約1A、ビーム電流密度約40mA/cm^2という値を得ることができた。これは従来の空間電荷制限電流値の約5000倍の値であり、本方式がいかに画期的であるかを示す結果が得られた。
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