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

开发用于螺旋注射的新型低杂质、高场等离子体

• 批准号: 13780392
• 负责人: 渡部 政行
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13780392/
• 关键词: 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

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。

在2011年，设计和制造了电极部分，并且由于放电而从电极孔中进行了光学确认。在实验中，在充电电压尽可能低的条件下，可以增加电容器的容量（100μF），以使大量放电电流进行。这证实了血浆本身可以通过电磁力（Lorentz力）发射，而不会在放电开始时电场强烈加速电子。考虑到上一年的结果，我们测量了2002年发射的等离子体喷射的温度和密度，并详细检查了等离子体喷射的特性。为了测量等离子射流的温度密度，使用了从地面电浮动的双探针。上一年的实验表明，当单个探针被电地接地时，当伪火花放电作为伪火花放电的特征时，无法进行准确的测量。今年，通过使用今年电浮动的双探针，可以准确测量等离子射流的温度密度。发现当排放电流为10 ka时的血浆温度和密度分别约为5 eV和10 ^<13> cm ^<-3>。与上一年进行的初步实验的结果（血浆密度为10^<10> cm^<-3>）相比，通过增加电容器容量并降低初始电场，血浆密度显着增加。由于大约15ka的放电电流集中在φ5mm的电极孔中，因此电极孔附近的自磁场的大小约为几个T。将来，我们计划将放电电流增加到30ka左右，增加磁场，并最终局限于粒子。此外，通过视觉检查放电后的电极状况，可以证实电极的损坏较小。这表明电极的杂质污染较少。