| 研究課題/領域番号 |
11680498
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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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 |
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 |
冨田 幸博 京都大学, 核融合科学研究所, 助教授 (40115605)
久保 寔 京都大学, 工学研究科, 助手 (80089127)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
900千円 (直接経費: 900千円)
2000年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 核融合 / ヘリウム3 / カスプ磁場 / 直接エネルギー変換 / エネルギー選別 |
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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式であるカスプ型-進行波型直接エネルギー変換器において、入力プラズマ流の電荷分離とイオンエネルギー選別を行う分離・選別器の動作を原理的に実証することを目的としている。このために先ず従来の標準カスプ磁場による方式に対し、傾斜カスプ磁場を用いる新しい分離・選別器を採用した基礎実験装置を製作した。基礎実験装置における電荷分離作用に関する数値シミュレーションを行った結果、磁場強度が大きい場合には、入射半径の大きいイオンはカスプ磁場を通過することができないが、磁場の弱い場合はほぼ100%通過しポイントカスプへ導かれること、電子はどちらの場合も磁力線に沿ってラインカスプ方向へ流出することが確かめられた。また、入射イオンのピッチ角が大きくなるとラインカスプ方向へ漏れるイオンが増える。これらより、電荷分離のための最適磁場条件が存在することが分かった。基礎実験装置においてプラズマ流を発生させ、入口側カスプ磁場コイルのみを励磁すると、ポイントカスプ出口のcharge collectorへ入射する電流は負となり、プラズマ流がそのままポイントカスプへ流出していることが確認された。この状態で、出口側カスプ磁場コイルを励磁し、磁力線を直線型からカスプ型へと変化させてゆくと、ある励磁電流以上で、ポイントカスプ出口へは主としてイオンが到達し、電子はラインカスプへ入ることが観測された。カスプ磁場の曲率を増大すると、ポイントカスプへのイオン電流はより大きくなる。これらの結果より、カスプ磁場による荷電分離が原理的に実証された。さらに、イオン源を用いた実験で、ポイントカスプへのイオン流がイオンのエネルギー値に依存して変化することが明らかになり、エネルギー選別についても原理的に可能との結論を得た。
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