| 研究課題/領域番号 |
20H02131
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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 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
竹野 裕正 神戸大学, 工学研究科, 教授 (90216929)
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| 研究分担者 |
古川 武留 神戸大学, 工学研究科, 助教 (70845122)
中本 聡 神戸大学, 工学研究科, 助手 (10198260)
市村 和也 神戸大学, 工学研究科, 教室系技術職員 (20756001)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | 核融合 / 新エネルギー / 直接発電 / 進行波型直接エネルギー変換器 / 進行波型直接エネルギー変換 / キーワード |
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| 研究開始時の研究の概要 |
この研究では，ヘリウム3燃料核融合発電での利用が期待される直接発電システムのうち，進行波型のエネルギー変換器を扱う．
申請者のグループは，主として模擬実験で変換器の課題解決を進めてきた．最近の研究で変調によるビームの径方向散乱が実験的に観測され，その時間変化が未解明の変調効果の時間変化と同程度の時定数と確認された．この時間変化現象の解明は，変調過程の改善と，ひいては装置の自励発振の実現に結びつくと予想される．
本申請課題では，変調に関わる時間変化の物理機構の解明のため，既設の模擬実験設備のイオン源を大口径化して，解析実験と自励発振の実験，および対応する数値計算を行う．
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| 研究成果の概要 |
ヘリウム3燃料核融合発電で利用される進行波型直接エネルギー変換器では，入射イオン束の変調によってイオン束が径方向に散乱される．本研究はこの物理機構解明を目指した．模擬実験で二次電子による現象の擾乱を防いで分析するべく，電界形成格子を排除した単純一穴電極で実験を行った．入射イオン束の変調後の径方向分布では，直流電界では見られない位置で電界に応じたイオン束の増大が観測された．これは単一粒子軌道計算での偏向とも異なり，変調での集群による散乱の結果と予想される．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
この研究は，究極の脱炭素・脱放射能エネルギー源たるヘリウム3燃料核融合発電における，進行波型直接エネルギー変換器の開発に関わる一課題である．イオン束の径方向散乱は，変換元エネルギーの損失であり，変換器の効率に直結する．研究自体はまだ現象解明の段階ながら，この問題を扱うことは高効率器の開発へ向けての一歩と評価できる．また，計画途中から組み込まれた変換器構造からの格子電極の廃止は重要で，これが実験研究において導入されたことも変換器開発へ向けての前進と評価できる．
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