研究課題
進行波型直接エネルギー変換器における変調過程は，これまで系統的にはほとんど研究されていない．本課題では，模擬実験装置を用いて変調方式の特徴を調べ，より良い変調方式を見出すことを目的としている．模擬実験において，想定される変調効果が得られないということが初年度から問題となっていた．この点について，本年度は大きな進展が見られた．主として機材の熱的な制約のために，実験ではパルス運転を行っている．実験条件を種々に変化させて変調効果を調べていたところ，変調効果の程度が変調高周波のパルス幅に依存することが見出された．この現象の物理的な理由は現在不明である．模擬実験のための何らかの制約が影響していると予想されるが，研究期間の末期に現象が確認されたため，原因追究は不完全な状態にある．原因不明ながらも，十分な変調効果が得られるようになったことを受けて，変調方式の比較実験を優先して実施した．最も単純な励振電極2枚と遮蔽接地電極2枚の構成で，定在波／進行波各々の方式を比較した．粒子軌道計算では，進行波については電極間隔の開きに応じてエネルギー拡がりが大きくなるが，定在波については逆に小さくなる．実験では，電極間隔に応じた定波長進行波の構成まで達していないが，電極間を一定位相差とした場合の変調効果は粒子軌道計算と定性的に合致する．粒子軌道計算によって集群長を調べると，エネルギー拡がりとの逆相関が確認された．変調に進行波電界を利用すれば，装置サイズを小さくできることが期待される．別課題で研究が進められた減速器についても，効率と装置サイズとのトレードオフが確認され，変換器全体としての効率と装置サイズの取り合いでは，統合的な研究が必要であると言える．本課題終了後も，模擬実験での変調効果の変調高周波パルス幅依存性の原因追究を行い，変調器－減速器の統合的研究を推進して行く予定である。
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Transactions of Fusion Science and Technology
巻: Vol.63 ページ: to be published
