研究課題
衝撃波管駆動MHD発電実験において、励振周波数13.56MHz、印加電力5〜6kWの高周波電磁界電力の印加を行うことで非平衡MHD発電プラズマを生成・制御し、MHD発電機を高性能化することが本研究の目的である。平成17年度において以下の成果を挙げた。1.プラズマの電気伝導度が比較的低い場合、高周波電磁界印加時により電離が促進される効果が顕著に現れる。このため非平衡プラズマの状態が改善され、発電性能が向上した。2.プラズマの電気伝導度が比較的高い場合、高周波電磁界印加時によりプラズマの動的安定化が行われる。このため非平衡プラズマの挙動が制御され、発電性能が向上した。3.高周波電磁界印加により、プラズマ中の比較的低い電子温度が上昇し、比較的高い電子温度が低下した。このことは、高周波電磁界印加によりプラズマ中の揺らぎが抑制されたことを示唆する。4.高周波電磁界印加により、プラズマ中に形成された過大な構造が、より小さい構造に散らされた。このとこは、高周波電磁界印加によりプラズマ構造が制御されたことを示唆する。5.外部から印加した高周波電力は5.9kW程度である。高周波電磁界印加により、この値を大きく上回る82kW分の発電出力向上を実現した。上述のように、MHD発電機においてプラズマ生成・制御を行うことの有効性、またその発電性能向上に対する顕著な効果を実証することができた。このことは、今度さらなる高性能MHD発電機を開発する上で極めて重要な成果であると考える。
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