スモラッコウスキー効果によるネオリングホロー磁化放電の確立と負イオン生成

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K03784
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分14010:プラズマ科学関連
• 研究機関: 佐賀大学
• 研究代表者: 大津 康徳 佐賀大学, 理工学部, 教授 (50233169)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: ネオリングホロ―磁化放電 / スモラッコウスキー効果 / イオン飽和電流 / PIC-MCC法

研究成果の概要

本研究では水素を用いた次世代エネルギー源として期待されている核融合発電プラズマに関する研究である。具体的には、水素燃料を供給するために用いられている注入法の課題、即ち高密度水素プラズマ生成を実現させるための基礎的研究である。本研究の成果として、ダブルリングホロー溝を有する電極を用い高周波水素プラズマの生成に成功した。水素ガス圧力30Pa以上で、高密度が期待できる水素プラズマを生成できた、しかしながら、数Pa程度では、一部のホロー溝のみで高密度プラズマが生成することが明らかとなった。数値シミュレーションにより、実験結果を再現できる結果が得られた。今後は低圧力での高密度プラズマ生成が課題である。

自由記述の分野

プラズマ科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的な意義として、以下の成果が得られた。(1)ダブルリングホロー磁化放電により、高密度水素プラズマを生成できることを明らかにできた。(2)ガス圧力により、プラズマの分布が影響を受けることを見出した。(3)その結果は数値シミュレーションでも再現できることがわかった。社会的意義として、水素を用いたクリーンな次世代エネルギー源として期待されている核融合発電の実現に貢献できる研究成果が得られた。