| 研究課題/領域番号 |
17K05732
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
プラズマ科学
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
菊池 祐介 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (00433326)
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| 研究分担者 |
伊庭野 健造 大阪大学, 工学研究科, 助教 (80647470)
永田 正義 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (00192237)
福本 直之 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (90275305)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 重相構造プラズマ / 蒸気遮蔽 / ナノ構造タングステン / 準大気圧プラズマ / ELM / ダイバータ / プラズマー材料相互作用 / 高エネルギー密度科学 / 蒸気遮蔽効果 / プラズマガン |
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| 研究成果の概要 |
固相・液相・気相・プラズマの複数の相が同時に狭い領域にて現れる，重相構造プラズマの基礎過程を調査した。タングステン（W）試料にアルミニウム薄膜を蒸着した試料に高熱流パルスプラズマが照射されたときの蒸気遮蔽効果を，PICシミュレーションコード（PIXY）により再現することに成功した。また，準大気圧ヘリウム（He）アーク放電装置において，放電用電極から発生したW蒸発粒子がHeアークおよびガスと相互作用しながら冷却されていくことで，Wナノ粒子が形成されることを示した。さらに，Wナノ粒子がクラスターを形成して試料に堆積することで，新しい黒色化表面ナノ構造が形成されることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
重相構造プラズマのエネルギー輸送過程の1つである蒸気遮蔽効果は熱負荷低減効果として工学的な利用が期待されるが，非常に複雑な過程を内包するため，実験結果を説明し予測するシミュレーションコードの開発が重要である。本研究成果は将来の核融合炉における壁損耗量の予測などに貢献すると考えられる。また，本研究で見出された黒色化表面ナノ構造形成は重相構造プラズマの機能制御の成果と言える。準大気圧下にてナノ粒子の堆積を制御する試みはプラズマ応用分野でも注目を集める分野である。また，新しい黒色化表面ナノ構造形成技術として，放熱部材や触媒等への産業応用が期待される。
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