発散磁場配位中ダブルレイヤーイオン加速の制御と大出力化

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22684031
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 高橋 和貴 岩手大学, 工学部, 助教 (80451491)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: プラズマ・核融合 / イオン加速 / ダブルレイヤー / 電気推進

研究概要

本研究では,磁気ノズル型の発散磁場配位環境下で生成した高密度高周波プラズマ中で自発的に形成されるダブルレイヤー構造に関連する粒子ダイナミクスの解明,および付随して生じるイオン加速現象の電気推進機への応用の可能性を検証した.永久磁石プラズマ源の開発と改良を行い,大口径イオンビーム励起に成功した.更に,無電極ヘリコンプラズマ源で得られる推力の計測を世界に先駆けて行った.

研究成果

• [雑誌論文] Radiofrequency antenna for suppression of parasitic discharges in a helicon plasma thruster experiment (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: vol.83 ページ: 083508-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Axial force imparted by a current-free magnetically expanding plasma (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, T. Lafleur, C. Charles, P. Alexander, and R.W. Boswell
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: vol.19 ページ: 083509-1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron diamagnetic effect on axial force in an expanding plasma: Experiments and theory (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, T. Lafleur, C. Charles, P. Alexander, and R.W. Boswell
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: vol.107 ページ: 235001-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion energy distributions in a permanent-magnet-expanded plasma containing an electric double layer (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi and T. Fujiwara
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Plasma Science 巻: vol.39 ページ: 2444-2445
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron Energy Distribution of a Current-Free Double Layer: Druyvesteyn Theory and Experiments (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, C. Charles, R.W. Boswell, and T. Fujiwara
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: vol.107 ページ: 035002-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct thrust measurement of a permanent magnet helicon double layer thruster (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, T. Lafleur, C. Charles, P. Alexander, R. W. Boswell, M. Perren, R. Laine, S. Pottinger, V. Lappas, T. Harle, and D. Lamprou
  • 雑誌名: Journal of Physics D: Applied Physics 巻: vol.44 ページ: 015204-1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Operation of a permanent-magnets-expanding plasma source connected to a large-volume diffusion chamber (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, Y. Itoh, and T. Fujiwara
  • 雑誌名: Journal of Physics D: Applied Physics 巻: vol.44 ページ: 015204-1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Double-layer ion acceleration triggered by ion magnetization in expanding radiofrequency plasma sources (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, C. Charles, R.W. Boswell, and T. Fujiwara
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: vol.97 ページ: 141503-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion acceleration enhanced by additional neutralizing electrons in a magnetically expanding double layer plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi and T. Fujiwara
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: vol.17 ページ: 104505-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of the magnetic fields on ion beam energy in a magnetically expanding plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, Y. Shida, and T. Fujiwara
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research SERIES 巻: vol.9 ページ: 381-386
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plane and hemispherical potential structures in magnetically expanding plasmas (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, Y. Igarashi, and T. Fujiwara
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: vol.97 ページ: 041501-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Character-ization of the temperature of free electrons diffusing from a magnetically expanding current-free double layer plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, C. Charles, R.W. Boswell, M.A. Lieberman, and R. Hatakeyama
  • 雑誌名: Journal of Physics D: Applied Physics 巻: vol.43 ページ: 162001-1-4
  • 査読あり
• [学会発表] Performance characterization of a permanent magnets helicon plasma thruster (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, C. Charles and R.W. Boswell
  • 学会等名: 65^<th> Annual Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Texas University (USA)
  • 年月日: 2012-10-26
• [学会発表] Electron diamagnetic effect in a magnetic nozzle on a helicon plasma thruster performance (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, C. Charles and R.W. Boswell
  • 学会等名: 65th Annual Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Texas University (USA)
  • 年月日: 2012-10-22
• [学会発表] Direct thrust measurement of a permanent magnets helicon plasma thruster for space propulsion (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi
  • 学会等名: The international conference on open magnetic systems for plasma confinement
  • 発表場所: 筑波国際会議場(茨城県)
  • 年月日: 2012-08-27
• [学会発表] ヘリコンダブルレイヤープラズマ中の粒子エネルギー分布と電気推進への展開 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋和貴
  • 学会等名: 日本物理学会2012年若手研究者賞受賞記念講演
  • 発表場所: 関西学院大学 (兵庫県)
  • 年月日: 2012-03-24