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2010 年度 実績報告書

半実験的逆解析手法に基づいた高エネルギー密度プラズマの科学

研究課題

研究課題/領域番号 20244090
研究機関東京工業大学

研究代表者

堀岡 一彦  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (10126328)

研究分担者 河村 徹  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 講師 (10370214)
中島 充夫  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教 (30198098)
川田 重夫  宇都宮大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30150296)
キーワード高エネルギー密度プラズマ / 状態方程式 / 導電率 / パルスパワ / 荷電粒子ビーム / 重イオン核融合 / 高速プラズマ流 / 衝撃波
研究概要

本研究の目的は高速の電磁パルスや重イオンビームを用いて高エネルギー密度プラズマを形成し,半実験的・逆解析手法によって極限状態のプラズマの状態方程式や輸送係数を明らかにすることである。当該年度に得られた成果は以下のとおりである。
前年度に立ち上げたパルスパワー装置を用いて,準剛体キャピラリーに閉じ込めた高密度プラズマの導電率を幅広い密度領域に渡って計測した。また,プラズマへ投入されたエネルギーの測定精度を改善するために分光システムを構築した。これらの装置を用いて,密度をパラメータに高密度プラズマの内部エネルギー密度と温度の相関を計測した結果,Warm Dense Matterと呼ばれる領域にある物質の比熱は強い温度依存性を持つことを明らかになった。
粒子ビームを用いた高エネルギー密度状態形成にはビームの縦方向圧縮技術が不可欠である。小型の電子線誘導加速器を用いて,高強度の荷電粒子ビームの制御や縦方向圧縮に伴うエミッタンス増大について検討し,ビームパルスの縦方向圧縮に影響する因子を明らかにするとともに縦方向圧縮に伴う粒子ビームの散逸過程を実験的に検討する指針が得られた。
電磁パルス発生装置を用いた高密度の高速プラズマ流を発生する方法を提案し,電磁パルスによって形成される高速のプラズマ流は,初期密度,電流波形,に加えてピンチ・プラズマの形状に強い依存性を持つことを明らかにした。また,高密度化・高速化への指針が得られた。
なお,以上の得られた結果は日本物理学会,電気学会・パルスパワー研究会,重イオン核融合国際会議など,国内外の研究会で発表を行った。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Kα Radiation from Low Charge Chlorine Heated by an Ion Beam for Cold Dense Plasma Diagnostics2011

    • 著者名/発表者名
      T.Kawamura, K.Horioka, F.Koike
    • 雑誌名

      Laser and Particle Beams

      巻: 29-1 ページ: 135-140

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of the dynamics of the Z-pinch imploding plasma for a laser-assisted discharge produced Sn plasma EUV source2011

    • 著者名/発表者名
      Q.Zhu, K.Horioka, E.Hotta, et.al.
    • 雑誌名

      J.Phys.D.

      巻: 44 ページ: 1-11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Target Design for High Energy Density Physics Experiment using Intense Ion Beams2011

    • 著者名/発表者名
      T.Sasaki, T.Kikushi, K.Horioka, et.al.
    • 雑誌名

      Journal of Physics

      巻: 244 ページ: 042019

    • 査読あり
  • [雑誌論文] パルスパワー技術によるWarm Dense Matter実験2010

    • 著者名/発表者名
      堀岡一彦, 佐々木徹, 高山健, 長谷川純
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会誌

      巻: 86巻 ページ: 269-281

  • [雑誌論文] Electrical Conductivities of Alminum, Copper, and Tungsten Observed by an Underwater Explosion2010

    • 著者名/発表者名
      T.Sasaki, K.Horioka, et.al.
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 17-8 ページ: 084501

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高繰返しエキシマレーザのスペクトル特性に及ぼす放電誘起密度擾乱の影響2010

    • 著者名/発表者名
      齋藤隆志, 堀岡一彦
    • 雑誌名

      電気学会論文誌

      巻: 130 ページ: 555-560

    • 査読あり
  • [学会発表] Kα Radiation from Low Charge Chlorine Heated by an Ion Beam for Plasma Diagnostics2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kawamura, K.Horioka, F.Koike
    • 学会等名
      18^<th> International Symposium on Heavy Ion Inertial Fusion
    • 発表場所
      Darmstadt
    • 年月日
      20100900
  • [学会発表] 高速電磁パルスで駆動されるプラズマ衝撃波の形成と観測-テーパーピンチによるプラズマ加速機構の検討-2010

    • 著者名/発表者名
      足立興市郎, 中島充夫, 河村徹, 堀岡一彦
    • 学会等名
      日本物理学会講演会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-24
  • [学会発表] 荷電粒子ビームのバンチングに伴うエミッタンス成長2010

    • 著者名/発表者名
      宮崎圭史, 菊池崇志, 中島充夫, 堀岡一彦
    • 学会等名
      日本物理学会講演会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-23
  • [学会発表] Beam Dynamics Studies in High-flux Ion Injectors and during Bunch Compression for High Power Acceleration2010

    • 著者名/発表者名
      K.Horioka, M.Nakajima, T.Kawamura, S.Kawata, et.al.
    • 学会等名
      18^<th> International Symposium on Heavy Ion Inertial Fusion
    • 発表場所
      Darmstadt
    • 年月日
      2010-08-31
  • [学会発表] 実験室天体物理-高速重イオンによる高温・高密度科学の展開-2010

    • 著者名/発表者名
      堀岡一彦
    • 学会等名
      第42回放射線科学研究会
    • 発表場所
      大阪ニュークリアサイエンス協会(住友クラブ)
    • 年月日
      2010-07-16
  • [学会発表] 重イオン慣性核融合における大電流重イオンビーム圧縮過程の研究2010

    • 著者名/発表者名
      菊池崇志, 堀岡一彦
    • 学会等名
      核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      高山市民文化会館(岐阜県)
    • 年月日
      2010-06-10
  • [図書] Induction Accelerators ; Ion Induction Accelerators2010

    • 著者名/発表者名
      J.Barnard, K.Horioka
    • 総ページ数
      28
    • 出版者
      Springer
  • [備考]

    • URL

      http://t2r2.star.titech.ac.jp/cgi-bin/researcherpublicationlist.cgi?q_researcher_content_number=CTT100381272

  • [産業財産権] プラズマ光源とプラズマ光発生方法2010

    • 発明者名
      堀岡一彦, 桑原一
    • 権利者名
      東京工業大学,IHI
    • 公開番号
      特開2010-147231
    • 出願年月日
      2010-07-01

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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