| 研究課題/領域番号 |
25247094
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
斉藤 輝雄 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 教授 (80143163)
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| 研究分担者 |
立松 芳典 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 准教授 (50261756)
山口 裕資 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 特命助教 (10466675)
久保 伸 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (80170025)
田中 謙治 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (50260047)
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| 研究期間 (年度) |
2013-10-21 – 2017-03-31
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| キーワード | ジャイロトロン / テラヘルツ / プラズマ計測 / 協同トムソン散乱 / LHD / 国際研究者交流 |
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| 研究実績の概要 |
平成25年度は、プロトタイプジャイロトロンを用いて最高出力234 kW、平成26年度には、ビーム電流を14 Aまで上げることにより最高出力246 kWを達成し、サブテラヘルツ帯において高出力ジャイロトロンを実現する設計コンセプトの妥当性を実証した。また、目標のCTS計測に適用するための実機ジャイロトロンの設計・製作を完了した。平成27年度に実機ジャイロトロンの発振試験を行い、320 kW以上の出力の実証、0.3 THz帯で発振効率30%以上を得ることに成功した。
以上の研究進捗を受けて、平成28年度では長パルス化試験を行い、最大80マイクロ秒までパルス幅を延伸した。発振パルス幅中の周波数変化も計測し、10 MHz以下の周波数安定度であることを確認するとともに、発振パルスの立ち上がり・立ち下がり時間帯を含めて、不要モードの発振抑制に成功した。この結果、開発したジャイロトロンがCTS計測に適用できることを実証した。さらに、ジャイロトロンの設計時は電子ビームの速度・空間拡がりを考慮していなかったが、実際には有限値を持っている。そこで、国際共同研究を通してこれらの効果を取り入れた理論・シミュレーション計算を行い、実験と矛盾のないことを示した。これらを通して、高出力サブテラヘルツジャイロトロンにおけるモード間相互作用・発振の動的過程などにおいて、学術的知見を集積した。
また、CTS計測に必要な伝送系にはコルゲート導波管を用いる。300 GHz 帯に最適化された試験用導波管に対して、開発したジャイロトロンを光源として伝送試験を行い、数10 mにわたる長距離伝送が可能な低損失特性を持っていることを確認した。さらに、コルゲートの周期で決まるブラッグ周波数より周波数の高い電磁波に対するコルゲート導波管の伝送試験結果の詳細な検討・解析を行った。
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| 現在までの達成度 (段落) |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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