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2011 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)
キーワードプラズマ / 高エネルギー密度 / 輸送係数 / 状態方程式 / パルスパワー / イオンビーム / ドライバー / 衝撃波
研究概要

本研究は,高出力の電磁パルスやレーザー,あるいは高出力イオンビームを用いて固体密度付近で数千度(高エネルギー密度)の状態にある物質を特徴づける事を目的とした。また,高速の電磁パルスを用いて高速・高密度(高エネルギー密度)のプラズマ流を形成し,磁場との相互作用によって形成される衝撃波の構造やエネルギー散逸機構を解明することを目指した。
昨年度までの研究に引き続いて導電率をはじめとする高エネルギー密度プラズマの特性を,幅広いパラメータ領域に渡って調べた。特筆すべき成果は,準剛体容器に閉じ込めた物質に電磁パルスによってエネルギー入力を行いWarm Dense Matterと呼ばれる領域にある物質の密度と温度と内部エネルギー密度の関係,および比熱の内部エネルギー密度依存性を明らかにしたことである。この成果に関しては,現在投稿論文を準備中である。また,高密度プラズマを高速に電磁的に加速する新しい方法として,テーパー状の細管内で形成するピンチプラズマを用いる方法を提案し,ピンチプラズマのパラメータを支配する因子を明らかにした。
実験的なエネルギー投入手段(ドライバー)としては主として高速の電磁パルスを中心に用いたが,高エネルギー密度プラズマ生成の手段として高出力イオンビームやレーザーも合わせて検討し,イオンビームは均一で良く定義された高エネルギー密度状態を形成できる有力なドライバーであることを示した。さらには,高出力のイオンビームを形成するための課題についても引き続いて研究を行い,規格化した指標を用いて慣性核融合の燃料を加熱するレベルにまでビーム強度を高める方法について検討を行った。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] パルスパワー技術に基づいた高エネルギー密度科学の展開2012

    • 著者名/発表者名
      堀岡一彦
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 67巻 ページ: 252-257

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of Laser Ablation Plasma with Longitudinal Magnetic Field2012

    • 著者名/発表者名
      S.Ikeda, M.Nakajima, K.Horioka
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 7 ページ: 1201015-1-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Beam Dynamics Studies in High-Flux Ion Injectors and during Longitudinal Bunch Compression for High Power Ion Acceleration2012

    • 著者名/発表者名
      K.Horioka, M.Nakajima, T.Kawamura, et.al.
    • 雑誌名

      Annual Report Contribution of the High Energy Density Physics Community

      巻: GSI-2011-2 ページ: 84-84

  • [雑誌論文] Ion Extraction from Taper-Pinched Plasmas2012

    • 著者名/発表者名
      K.Adachi, M.Nakajima, T.Kawamura, K.Horioka
    • 雑誌名

      Annual Report Contribution of the High Energy Density Physics Community

      巻: GSI-2011-2 ページ: 85-85

  • [雑誌論文] Kα Radiation from Low Charge Chlorine Heated By an Ion Beam For Plasma Diagnostics2012

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

      Annual Report Contribution of the High Energy Density Physics Community

      巻: GSI-2011-2 ページ: 70-70

  • [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 ページ: 135-140

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation Mechanism of Dense High-Speed Plasma Flow in Tapered Capillary Discharge2011

    • 著者名/発表者名
      K.Adachi, M.Nakajima, T.Kawamura, K.Horioka
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 6 ページ: 1201019-1-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of particle velocity in a laser-produced tin plasma extreme ultraviolet source2011

    • 著者名/発表者名
      M.Masnavi, M.Nakajima, K.Horioka, H.Araghy, A.Endo
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 109 ページ: 123306-1-7

    • DOI

      10.1063/1.3601346

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 規格化指標を用いた重イオン慣性核融合システムの再構築2011

    • 著者名/発表者名
      堀岡一彦
    • 雑誌名

      The Papers of Joint Technical Meeting on Plasma Science and Technology and Pulsed Power Technology, IEE Japan

      巻: PPT-11-122 ページ: 49-52

  • [学会発表] 重イオン加速器の高出力化の検討と高エネルギー密度科学への展開2012

    • 著者名/発表者名
      堀岡一彦, 河村徹, 中島充夫, 川田重夫, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会年会
    • 発表場所
      関西学院大学(西宮市)
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] 誘導電圧モジュレータを用いた荷定粒子ビームのパンチ圧縮2012

    • 著者名/発表者名
      中山啓, 酒井泰雄, 中島充夫, 堀岡一彦, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会年会
    • 発表場所
      関西学院大学(西宮市)
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] Dynamics of Intense Charged Particle Beams in High-Flux Injectors and Induction Beam Buncher2011

    • 著者名/発表者名
      K.Horioka
    • 学会等名
      The Third International Workshop on Recent Progress in Induction Accelerators
    • 発表場所
      Sichuan(中国)
    • 年月日
      2011-10-17
  • [学会発表] Electrical Conductivity Measurements of Warm Dense Matter with Semi-rigid Vessel2011

    • 著者名/発表者名
      H.Sakai, K.Iwasaki, M.Nakajima, T.Kawamura, K.Horioka
    • 学会等名
      Seventh International Conference on Inertial Fusion Sciences and Applications
    • 発表場所
      Bordeaux(西宮市)
    • 年月日
      2011-09-12
  • [備考]

    • URL

      http://t2r2.star.titech.ac.jp/cgi-bin/researcherpublicationlist.cgj?q_researcher content number=CTT100381272

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公開日: 2013-06-26  

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