1995 Fiscal Year Annual Research Report
高密度プラズマ源を用いた電磁流体工学試験装置の開発
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07558072
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
犬竹 正明 東北大学, 工学部, 教授 (90023738)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
市村 真 筑波大学, 物理工学系, 助教授 (10151482)
服部 邦彦 東北大学, 工学部, 助手 (90261578)
安藤 晃 東北大学, 工学部, 助教授 (90182998)
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| Keywords | 高密度プラズマ源 / MPDアークジェット / 電流流体現象 / MHD / 飛行時間型中性粒子エネルギー分析器 / マッハプローブ |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、核融合や宇宙におけるプラズマとガスの相互作用や複雑な電磁流体現象を解明するため、大口径・大容量・高エンタルピーの高密度プラズマ源を用いた電磁流体工学試験装置を開発することである。
平成7年度は、大口径大容量高エンタルピーの高密度プラズマ源を、既存の直線型磁場発生装置に取り付け、得られたプラズマの基礎的特性を測定し、高密度プラズマ源の性能及び特性の測定を行った。さらに、密度干渉測定用シアン(HCN)レーザー、イオンエネルギー分布関数測定用飛行時間型中性粒子エネルギー分析器(TOF)等、プラズマ性能を評価するための測定機器の整備を行なうとともに、電源系、差動排気・真空モニター系およびデータ取り込み・保存系などの整備も行い、プラズマ中の粒子の挙動が観測可能となった。
高密度プラズマ源としてMPDアークジェットを用い、高密度プラズマを準定常パルス的に生成した後、このプラズマを直線型真空容器(内径80cm、全長300cm)に入射し、プラズマの電磁流体的挙動等を調べた。静電プローブにより測定した結果、中心電子密度7x10^<13>cm^<-3>、電子温度5eV、半値幅直径約20cmのプラズマが得られた。中性ガスの拡散時間、プラズマの飛行時間、電磁流体波の伝搬時間等を評価し、1-2msのプラズマであるが準定常パルスとして各種の工学的、物理的試験研究が可能であることが評価できた。
一方、磁場強度分布形状を変えることによりプラズマの大口径化への可能性が示され、大口径高密度で中性ガスの少ない、すなわち高電離状態の直線型プラズマができることが示唆された。また、そのときマッハプローブ等で測定されたプラズマ流速は当初予想以上の値を示した。この結果から、今後電磁流体波などの励起実験において大規模な電磁流体現象が観測される可能性が示された。
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