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2007 年度 実績報告書

放電法による液体壁レーザー核融合炉のエアロゾル形成の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18560792
研究機関大阪大学

研究代表者

乗松 孝好  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 教授 (50135753)

研究分担者 中井 光男  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 准教授 (70201663)
古河 裕之  (財)レーザー技術総合研究所, 研究員 (70222271)
長友 英夫  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 准教授 (10283813)
キーワード液体壁核融合炉 / アブレーション / エアロゾル
研究概要

将来のレーザー核融合炉の有力候補に第一壁に液体金属(LiPb)を用いた液体壁核融合炉がある。この構造炉の一つの課題はターゲット照射後、第一壁から蒸発した液体金属が飛行中に凝縮し微粒子(エアロゾル)となり、ターゲットや最終光学系に付着し、本来の設計性能が発揮できなくなる恐れがある点である。本研究は液体金属が蒸発し、微粒子となり飛行する現象を薄膜Pb放電加熱により再現し、その後のエアロゾル形成過程を実験的に把握し、シミュレーションと比較する事を目的としている。
実験では幅5mm、長さ(放電方向)10mm、厚さ10μmリボン状の鉛ターゲットをガラス基盤上に作り、放電によって加熱する。ガラス基盤は実用炉で蒸発せずに残る成分に対応する。鉛の飛散物の方向分布の測定、その前提条件となる放電の一様性、プラズマの温度測定を行い、蒸発源の特性を調べると共に、エアロゾルの補足を行い、シミュレーションとの比較ができるようにした。
蒸発源での温度分布を測定した結果では、電流の流れる方向には電極保持部が特に高温になるが、その直交方向での温度のばらつきは少なく、温度3000から4000Kのほぼ一様な放電路が形成されていることが分かり、直交方向の平面内での方向分布の議論が有効であることが確認された。測定した方向分布はほぼ1/cosθに比例し、放電内で十分な衝突が繰り返されていることを暗示している。この結果は、α粒子の加熱効果に見られる温度分布を持ったアブレーション過程での方向分布の議論のベースとなる。
補足したエアロゾルの直径は30nmから100nmで、この結果は実験条件下のシミュレーションと一致する。本実験では滞留する金属蒸気により基盤上で微粒子が成長する様子が見えるので、さらなる検証が必要である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2007

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Conceptual Design of Fast Ignition Power Plant KOYO-F Driven by Cooled YB:YAG Ceramic Laser2007

    • 著者名/発表者名
      T. Norimatsu
    • 雑誌名

      Fusion Science Technology 52

      ページ: 892-900

    • 査読あり
  • [学会発表] レーザー核融合炉チェンバー液体壁のアブレーションプルームのダイナミクス2007

    • 著者名/発表者名
      古河裕之
    • 学会等名
      物理学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      20070921-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] レーザー核融合炉チェンバー液体壁のアブレーションプルームの評価2007

    • 著者名/発表者名
      古河裕之
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会
    • 発表場所
      イーグレ姫路
    • 年月日
      2007-11-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Experimental Investigation of Aerosol Formation in Laser Fusion Reactor Chamber by Discharge Method2007

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohshige
    • 学会等名
      Fifth International Conference on Inertial Fusion Science and Applications
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2007-09-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Study on dynamics of ablation plums produced by fusion products in laser fusion liquid wall chamber2007

    • 著者名/発表者名
      H. Furukawa,
    • 学会等名
      Fifth International Conference on Inertial Fusion Science and Applications
    • 発表場所
      Seoul National University
    • 年月日
      2007-09-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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