ヘリシティー注入を目的にした新しい低不純物・強磁場プラズモイドの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13780392
• Research Institution: Iwate University
• Principal Investigator: 渡部 政行 岩手大学, 工学部, 助手 (30271844)
• Keywords: 擬火花放電 / 大電流グロー放電 / プラズモイド / プラズマジェット / 磁気ヘリシティー

Research Abstract

H13年度は電極部を設計・製作し、放電に伴う電極孔からのプラズマ撃ち出しを光学的に確認した。実験では充電電圧をできるだけ低くした条件で大きな放電電流を流せるようにコンデンサー容量を増加させた(100μF)。これにより放電初期に電子が電界によって強く加速されることなく、電磁力(ローレンツ力)でプラズマ自体を撃ち出せることを確認できた。
前年度の結果を踏まえ、H14年度は主に撃ち出されたプラズマジェットの温度・密度計測を行い、詳細にプラズマジェットの特性を調べた。プラズマジェットの温度密度の計測にはアースから電気的に浮かしてあるダブルプローブを用いた。電気的に接地されているシングルプローブを用いた場合、擬火花放電の特徴として長い放電路での放電が優先的に起こることから正確に計測できないことが前年度の実験で明らかになっている。今年度は電気的に浮いているダブルプローブを用いることにより、正確にプラズマジェットの温度密度を計測することが可能になった。放電電流が10kAの場合のプラズマ温度・密度はそれぞれ5eV、10^<13>cm^<-3>程度であることがわかった。前年度に行っていた予備実験の結果(プラズマ密度が10^<10>cm^<-3>)と比べてコンデンサーの容量を増加させ、初期電界を下げることによりプラズマ密度を大幅に増加させることに成功した。
15kA程度の放電電流がφ5mmの電極孔に集中していることから電極孔付近の自己磁場の大きさは数T程度になる。今後、放電電流を30kA程度まで増加させていき磁場を増大させ最終的にプラズモイドに閉じ込めていく予定である。また放電後の電極状態を視覚的に確認することにより電極の損傷が少ないことを確認した。電極からの不純物混入が少ないことを示唆している。