ミリ波放電の開始過程と放電制御手法への応用

• 研究課題/領域番号: 20860093
• 研究種目: 若手研究(スタートアップ)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 小田 靖久 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 博士研究員 (60512209)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 2,236千円 (直接経費: 1,720千円、間接経費: 516千円); 2009年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2008年度: 1,196千円 (直接経費: 920千円、間接経費: 276千円)
• キーワード: ミリ波 / 空気プラズマ / ジャイロトロン / プラズマ / 位相補正ミラー / 衝撃波 / 放電発生条件

研究概要

ミリ波放電プラズマが持つフィラメント状構造の形成過程を明らかにし、その構造形成を制御する手法を検討した。そのため、ビーム断面分布に対するミリ波放電プラズマの構造変化を評価し、電力密度が高い領域にミリ波放電プラズマが形成されることを確認した。これは、ミリ波放電プラズマの電離波面の伝搬速度が局所的な電力密度に依存することが原因と考えられる。高速度カメラを用いた計測により、電力密度分布に従ってミリ波放電プラズマの電離波面の伝搬速度が決定されることを確認した。また、ミリ波放電プラズマの発生閾値を計測し、ガス種・圧力に対するミリ波放電の発生条件を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Measurement of RF transmission mode in ITER relevant EC H&CD transmission line (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Oda, K. Kajiwara, K. Takahashi, A. Kasugai, M. Shapiro, R.J. Temkin, K. Sakamoto
  • 雑誌名: Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] In Tube Shock Wave Driven by Atmospheric Millimeter-Wave Plasma (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Oda, K. Kajiwara, K. Takahashi, A. Kasugai, K. Sakamoto, K. Komurasaki
  • 雑誌名: Japanese Journal or Applied Physics 48 ページ: 116001-116001
  • NAID: 40016844226
  • 査読あり
• [雑誌論文] In Tube Shock Wave Driven by Atmospheric Millimeter-Wave Plasma (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Oda, et al
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 48
  • NAID: 40016844226
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thrust Performance of Microwave Rocket under Repetitive Pulse Operation (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Oda, et al.
  • 雑誌名: Journal of Propulsion and Power 25 ページ: 118-122
  • 査読あり
• [雑誌論文] マイクロ波による気中放電のダイナミックスと構造形成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小田靖久, 小紫公也, 坂本慶司
  • 雑誌名: プラズマ核融合学会誌 84 ページ: 343-347
• [雑誌論文] マイクロ波による気中放電のダイナミックスと構造形成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小田靖久, 他
  • 雑誌名: プラズマ核融合学会誌 84 ページ: 343-347
• [学会発表] Structure Formation of Atmospheric Millimeter Wave Breakdown on Non-Gaussian Beam (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Oda, et al.
  • 学会等名: 34th International Conference on Infrared Millimeter and Terahertz Waves
  • 発表場所: プサン,韓国
  • 年月日: 2009-09-24
• [学会発表] Shock wave generation by atmospheric breakdown plasma on a high power millimeter wave beam (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Oda, et al.
  • 学会等名: 4th International Congress on Cold Atmospheric Pressure Plasmas : Sources and Applications
  • 発表場所: ゲント,ベルギー
  • 年月日: 2009-06-23
• [学会発表] Visualization of Shock Wave Driven by Millimeter Wave Plasma in a Parabolic Thruster (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yamaguchi, Y. Oda, Y. Shimada, Y. Shiraishi, T. Shibata, K. Komurasaki, K. Kajiwara, K. Takahashi, A. Kasugai, K. Sakamoto, Y. Arakawa
  • 学会等名: 6th International Symposium on Beamed Energy Propulsion
  • 発表場所: Scottsdale, USA
• [学会発表] Structure Formation of Atmospheric Millimeter Wave Breakdown on Non-Gaussian Beam (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Oda, T. Yamaguchi, K. Kajiwara, K. Takahashi, A. Kasugai, K. Komurasaki, K. Sakamoto
  • 学会等名: The 34th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves
  • 発表場所: Busan, Korea
• [学会発表] Shock wave generation by atmospheric breakdown plasma on a high power millimeter wave beam (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Oda, K. Kajiwara, K. Takahashi, A. Kasugai, K. Sakamoto, T. Yamaguchi, K. Komurasaki
  • 学会等名: 4th International Congress on Cold Atmospheric Pressure Plasmas: Sources and Applications
  • 発表場所: Ghent, Belgium
• [学会発表] 大電力ミリ波ビームにおけるRF窓表面での放電 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小田靖久, 梶原健, 高橋幸司, 春日井敦, 坂本慶司
  • 学会等名: プラズマ科学シンポジウム2009
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Development of filamentary structure of atmospheric breakdown on 170GHz gaussian beam (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Oda
  • 学会等名: 35th IEEE International Conference on Plasma Science
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany
  • 年月日: 2008-06-19
• [学会発表] A structure of breakdown plasma by a high power millimeter wave beam (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Oda, K. Kajiwara, K. Takahashi, A. Kasugai, K. Sakamoto, K. Komurasaki
  • 学会等名: International Congress on Plasma Physics 2008
  • 発表場所: Fukuoka, Japan