レーザー核融合ロケット推進の原理実証実験

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360418
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 中島 秀紀 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 教授 (60112306)
• 研究分担者: 山本 直嗣 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 准教授 (40380711)
• 連携研究者: 藤岡 慎介 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 准教授 (40372635) ; 森 芳孝 光産業創成大学院大学, 光産業創成研究科, 助教 (60440616) ; 砂原 淳 (財)レーザー技術総合研究所, 理論シミュレーションチーム, 研究員 (00370213) ; 城崎 知至 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 特任研究員 (10397680) ; 梶村 好宏 明石工業高等専門学校, 電気情報工学科, 准教授 (20403941)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 宇宙インフラ / 航空宇宙工学 / ロケット

研究概要

パルス的に生成される高温のプラズマと磁場との相互作用を明らかにし,レーザー核融合ロケットの原理を実証するために,コイルによって生成した磁場中の核融合プラズマを模擬したレーザー生成プラズマの振る舞いを観察した.これと並行し,生成されたイオンの速度分布や価数を測定し,これまで開発してきたプラズマと磁気ノズルの相互作用解明のための数値解析コードの検証した.得られた成果として,性能向上には,磁場と干渉しないイオンを減らすために,コイルの角度の変更や磁場強度の増加もしくはコイルのサイズの変更が必要であることがわかった.

研究成果

• [雑誌論文] Experimental Demonstration of Magnetic Thrust Chamber for a Laser Fusion Rocket (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Maeno, N. Yamamoto, H. Nakashima, S. Fujioka, A. Sunahara, T. Johzaki, Y. Mori
  • 雑誌名: TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES 巻: Vol.9No.ists28(掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 磁気ノズルを用いた先端推進機の推力評価に向けたハイブリッド粒子シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 梶村好宏、中島秀紀
  • 雑誌名: 日本航空宇宙学会誌 ページ: 22-28
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Measurement of the Impulse in a Magnetic Thrust Chamber System for Laser Fusion Rocket (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Maeno, N. Yamamoto, H. Nakashima, S. Fujioka, A. Sunahara, T. Johzaki, Y. Mori
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 99, 7 ページ: 071501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Verification of Hybrid Particle-in-Cell Simulation Model for Advanced Plasma Propulsions : Magento Plasma Sail and Magnetic Nozzle for Laser Fusion Rocket (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kajimura, H. Nakashima
  • 雑誌名: J. Space Technology and Science 巻: Vol.25 ページ: 34-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] レーザー核融合プラズマ推進の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前野旭弘、山本直嗣、中島秀紀
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research 巻: 86 ページ: 594-597
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Thrust Chamber Propulsion System for Controlling Laser-Produced Plasma by Magnetic Fields (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Maeno, T. Hanaya, N. Yamamoto, H. Nakashima, S. Fujioka, A. Sunahara, T. Johzaki, Y. Mori
  • 雑誌名: TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES 巻: Vol.8, No.ists27 ページ: Tb_1-Tb_4
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Magnetic Thrust Chamber Design For A Laser Fusion Rocket Based on Impact Fast Ignition Scheme (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Matsuda, A. Maeno, Y. Kajimura, H. Nakashima
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research Series 巻: Vol.8 ページ: 1602-1605
  • 査読あり
• [学会発表] コイル磁場とレーザー生成プラズマの相互作用によりインパルス生成に関する数値解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三輪祐大他
  • 学会等名: H23年度宇宙輸送シンポジウム
  • 発表場所: 相模原市
  • 年月日: 2012-01-19
• [学会発表] Demonstration Experiment of Magnetic Thrust Chamber in a Laser Fusion Rocket (2011)
  • 著者名/発表者名: Masato Yasunaga
  • 学会等名: The 28th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Ginowan city, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2011-06-06
• [学会発表] Demonstration of a Magnetic Thrust Chamber for Laser Fusion Rocket (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Hinaga etc.
  • 学会等名: The 28th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Ginowan city, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2011-06-06
• [学会発表] Numerical Analysis of Plasma Behavior in Magnetic Thrust Chamber System and Comparison with Experiment Results (2011)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Maeno etc.
  • 学会等名: The 28th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Ginowan city, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2011-06-06
• [学会発表] レーザー核融合炉ロケット推進の基礎実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中島秀紀,前野旭弘
  • 学会等名: レーザー研シンポジウム2011
  • 年月日: 2011-05-10
• [学会発表] レーザー核融合炉ロケット推進の原理実証実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中島秀紀,前野旭弘
  • 学会等名: レーザー研シンポジウム2011
  • 年月日: 2011-05-10
• [学会発表] レーザー生成プラズマの宇宙推進システムへの応用実証実験 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前野旭弘,山本直嗣,中島秀紀
  • 学会等名: プラズマ核融合学会第27回年回
  • 年月日: 2010-12-01
• [学会発表] インパルスビット測定による磁気スラストチャンバーの実証 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前野旭弘,山本直嗣,中島秀紀
  • 学会等名: 第54回宇宙科学技術連合講演会
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] 次世代ロケットエンジンの現状と課題 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山本直嗣
  • 学会等名: 2010年度プラズマ夏の学校
  • 年月日: 2010-08-09
• [学会発表] レーザー核融合ロケットの実現可能性の検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山本直嗣
  • 学会等名: レーザー研シンポジウム2010-平成21年度共同研究成果報告会
  • 年月日: 2010-04-27
• [学会発表] レーザー生成プラズマの磁場制御による宇宙推進システムへの応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 前野旭弘,花屋倫生,安永将人,山本直嗣,中島秀紀,藤岡慎介,砂原淳,城崎知至,森芳孝
  • 学会等名: プラズマ核融合学会第26回年会
  • 年月日: 2009-12-01
• [学会発表] Preliminary Experiments for Demonstrating Magnetic Nozzle Concept in Laser Fusion Rocket (2009)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Maeno, Hanaya Tomonari, Naoji Yamamoto, Hideki Nakashima, Shinsuke Fujioka, Atsushi Sunahara, Tomoyuki Johzaki, Yoshitaka Mori
  • 学会等名: 31st International Electric Propulsion Conference
  • 年月日: 2009-09-21
• [学会発表] レーザー核融合推進における磁気ノズルの検証に関する実験とシミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 花屋倫生、前野旭弘,中島秀紀,藤岡慎介,砂原淳,城崎知至,森芳孝
  • 学会等名: 第53回宇宙科学技術連合講演会
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] A Magnetic Thrust Chamber Design For A Laser Fusion Rocket (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Nakashima, N. Matsuda, A. Maeno, T. Hanaya, N. Yamamoto, S. Fujioka, A. Sunahara, T. Johzaki, Y. Mori
  • 学会等名: 6th Int. Conf. on Inertial Fusion Sciences and Applications
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Magnetic Thrust Chamber Propulsion System for Controlling Laser-Produced Plasma by Magnetic Fields (2009)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Maeno, Hanaya Tomonari, Hideki Nakashima, Shinsuke Fujioka, Atsushi Sunahara, Tomoyuki Johzaki, Yoshitaka Mori
  • 学会等名: 27th International Symposium on Space Technology and Science
  • 年月日: 2009-07-08
• [学会発表] レーザープラズマ駆動・原子力電気推進システムの提案 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中島秀紀、山本直嗣
  • 学会等名: レーザー研シンポジウム2009
  • 年月日: 2009-04-23
• [備考] ホームページ
  • URL: http://art.aees.kyushu-u.ac.jp/research/LFR/laser_fusion.html