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2005 年度 実績報告書

重イオン慣性核融合のための重イオンビームダイナミクスの検討

研究課題

研究課題/領域番号 17740361
研究機関宇都宮大学

研究代表者

菊池 崇志  宇都宮大学, 工学部, 助手 (30375521)

キーワードプラズマ・核融合 / 加速器 / 計算物理 / エネルギー全般
研究概要

重イオン慣性核融合のエネルギードライバである粒子加速器システムから生成される粒子ビームをパルス圧縮するファイナルビームバンチング領域について,そのビームダイナミクスを明らかにすることが研究目的である.この領域では,大強度の重イオンビームを急激にパルス圧縮するため,ビームの質の劣化が予想されターゲットへの効果的な照射を妨げる恐れがあり十分に検討されなければならない.また,非常に大電流なビームのため,空間電荷効果が大きくビームの挙動に影響を与え,非中性プラズマとして振る舞うことが予想される.ビームダイナミクスシミュレーション用粒子コードを開発し,不安定性の成長やビームの質の劣化を検討して合理的な重イオン慣性核融合のシステム設計のための指針を得ることが本研究の目標である.
本年度は本研究計画の初年度であり,主要設備として計算機環境の構築とシミュレーションコードの開発・調整等を主に行った.本研究予算で購入した計算サーバを導入し,環境を整えその計算サーバ上でビームダイナミクスシミュレーション用の計算コード開発および調整を行った.計算手法としてはプラズマの計算モデルとして良く用いられているParticle-in-cell法をベースにし,本研究目的に適した粒子コードを開発した.開発したシミュレーションコードで計算を行い,上記に述べたようなビーム不安定性や質の低下を確認できた.別途の計算により,ビーム進行方向のパルス精度なども検討を行い,今後の指針としている.
また,本年度はParticle Accelerator Conference 2005(別途予算(日本学術振興会・国際学会等派遣事業)により参加)やInertial Fusion Science and Applications 2005という本研究テーマに非常に関連した国際会議に参加し情報収集を行うことができた.さらに,東京工業大学の重イオン慣性核融合研究グループや米国ローレンス・リバモア国立研究所およびローレンス・バークレイ国立研究所の研究員とも情報交換や共同研究を進めることができた.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (5件)

  • [雑誌論文] Beam dynamics simulation during final bunching and transport for heavy ion inertial fusion2006

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kikuchi
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 558・1

      ページ: 122-126

  • [雑誌論文] Bunch compression in a ring for future RIKEN projects2005

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kikuchi
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 544・1-2

      ページ: 393-397

  • [雑誌論文] Beam dynamics an emittance growth during final beam bunching in HIF driver systems2005

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kikuchi
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 544・1-2

      ページ: 262-267

  • [雑誌論文] Selected momentum correction using induction-voltage modulator for low-flux ion beams2005

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kikuchi
    • 雑誌名

      Physical Review Special Topics-Accelerator and Beams 8・8

      ページ: 080402

  • [雑誌論文] Beam Pulse Duration Dependence on Target Implosion in Heavy Ion Fusion2005

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kikuchi
    • 雑誌名

      IEEJ Trans.FM 125・6

      ページ: 515-520

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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