軽イオンビームターゲット爆縮過程の計測

1986 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 61055016
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 八井 浄 長岡技科大, 工学部, 教授 (80029454)
• 研究分担者: 升方 勝己 長岡技術科学大学, 工学部, 助手 (80157198) ; 村山 実 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (20042773) ; 伊藤 猷顕 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (50115101)
• キーワード: 大強度パルス軽イオンビーム / 高輝度軽イオンビーム / イオンビームターゲット相互作用 / 慣性核融合 / バックライティング法 / アブレーション圧力 / 爆縮 / X線ピンホールカメラ

研究概要

大強度イオンビーム(LIB)は発生効率が高く、ターゲットでのエネルギー吸収が良好であり、将来有望な慣性核融合エネルギードライバーとして研究が進められている。現在、ビーム輝度の向上を最重要な課題として研究が行われ、ターゲット爆縮の基礎研究は殆ど行われていない。そこで、本研究ではターゲット爆縮過程の計測技術として二方式の計測技術の開発を行った。
1.バックライティング法を用いたアブレーション過程の計測技術 光源として比較的パルス幅の長いZ放電プラズマを用い、これによるターゲットの影をストリークカメラで観察して時間分解計測を行う新しい方式の計測法を開発した。その特色は、光軸調整等の繁雑な調整を必要としないこと、ターゲットの挙動を連続的に観察出来るので微少な変位の評価が可能となること、等が挙げられる。これを用いた実験から、(1)LIB照射ターゲットの明瞭なストリーク写真が得られアブレーション加速の詳細な評価が可能となった。(2)アブレーション圧力(p)の照射ビーム強度(P)に対する依存性を計測し、P〜2.4GW/【cm^2】の時p〜1.6kbarと評価された、等の結果を得た。
2.高速X線フレームカメラの開発 ビーム電力密度が高い領域でのアブレーション過程の詳細な評価や、爆縮実験を行うためにはX線を用いた計測法の開発が必要となる。そこで我々は、LIB・ターゲット相互作用計測用X線ピンホールカメラの開発を行った。これは、X線像をプラスチック・シンチレーターを用いて光学像に変換し、これをイメージ・ファイバーを用いて伝送した後、マイクロ・チャンネルプレート・イメージ増倍管(MCP-II)を用いて増倍して観察する新しい方式のカメラである。その特色は、高感度、高時間分解能(〜5ns)が得られること、制動X線に対する防護が容易なこと、真空を破る事なくデーターの収集が可能なこと、等が挙げられ現在実機での最終調整段階を行勿っている。

研究成果

• [文献書誌] Mitsugu IKEDA,ed.K.Niu: Proc.of Top.Mtg.on Particle Beam Fusion and Its Related Problems,Nagoya. )IPPJ-769(2. 305-316 (1986)
• [文献書誌] Kiyoshi YATSUI: Proc.11th Int'l Conf.on Plasma phys.and Controlled Nucl.Fusion Res.,Kyoto,IAEA-CN-47/B-III-9. - (1986)
• [文献書誌] Kiyoshi YATSUI,ed.K.Yatsui: Proc.2nd Int'l Top.Symp.on ICF Res.by High-Power Particle Beams,Nagaoka. 1-24 (1986)
• [文献書誌] Kiyoshi YATSUI,ed.C.Yamanaka: Proc.6th Int'l Conf.on High-Power Particle Beams,Kobe. 329-332 (1986)
• [文献書誌] 八井浄: 第2回エネルギー特別研究(核融合)研究成果報告会予稿集. 100 (1986)
• [文献書誌] 八井浄: プラズマ研便り. 4. 10-17 (1987)
• [文献書誌] Kiyoshi YATSUI ed.: "Proceedings of Second International Topical Symposium on ICF Research by High-Power Particle Beams" Laboratory of Beam Technology,The Technological University of Nagaoka, 507 (1986)