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桜庭 順二*; 秋場 真人; 荒川 義博*; 河合 視己人; 田中 茂
Japanese Journal of Applied Physics, 21(2), p.325 - 330, 1982/00
被引用回数：6 パーセンタイル：39.3(Physics, Applied)短パルス中性粒子入射過熱装置用に、円形の多極ラインカスプ磁場つきイオン源を製作した。このイオン源から30keV、30Aの水素イオンビームを100msec間引き出す事ができた。イオン飽和電流密度分布は、18.5cm中の引出し電極面にわたって、
5%の範囲で一様となった。放電電流が260A、放電電圧100V、イオン源内圧力3.5mTorrという、代表的な条件下で、放電アーク効率は1.2A/kWであった。0.23A/cm
という電流密度で、70%を超えるプロトン比が得られた。
田中 茂; 秋場 真人; 荒川 義博*; 堀池 寛; 桜庭 順二*
Review of Scientific Instruments, 53(7), p.1038 - 1048, 1982/00
被引用回数：5 パーセンタイル：65.41(Instruments & Instrumentation)中空陰極付イオン源へのガス流量を削減する実験を行なった。電子エミッタはBa酸化物含浸Wである。中空陰極を円形又は矩形バケット型イオン源に適用して、次の結果を得た。1)イオン源の安定放電に必要な最小ガス流量は、中空陰極のオリフィス径が10mmまでは、径の増加とともに減少する。2)オリフィスの前に適当な径のMoボタンを設けると、ボタンなしの場合と比べて、最小ガス流量が半減する。3)ヒーター電流のつくる磁場と反平行に加えられた外部磁場は放電を安定化し、磁場なしの場合と比べて、最小ガス流量を半減させる。4)ボタンと反平行磁場を組み合わせると、最小ガス流量を、それらがない場合の値(9.5Torr.l/s)の1/4まで減少させる。これらの効果の理由を、アーク放電の枯渇の理論に基づいて説明した。
田中 茂; 荒川 義博
JAERI-M 9443, 9 Pages, 1981/04
中性粒子入射装置のイオン源用として、含浸型多孔質タングステン製の傍熱型陰極を試作した。この陰極をデュオピガトロン型水素イオン源に取りつけて、放電特性と寿命を試験した。またそのイオン源からのビームの引出しも行なった。この陰極の累積放電時間は20時間以上となったが、この時間は通常使用では2ヶ月の寿命に相当する。陰極は、寿命試験後も使用可能であった。
桜庭 順二*; 秋場 真人; 荒川 義博; 堀池 寛; 河合 視己人; 小原 祥裕; 田中 茂
Review of Scientific Instruments, 52(5), p.689 - 693, 1981/00
被引用回数：2 パーセンタイル：53.59(Instruments & Instrumentation)JT-60中性粒子入射装置で用いられるイオン源の候補として、逆流電子を受けるため、
型のビームダンプを有す多極カスプ磁場イオン源(ラムダトロン)が提案された。この型のイオン源の初期実験を行なうために円型のラムダトロンを製作し、試験した。このイオン源から30kV、30Aのビームを引き出し、イオン電流密度0.27A/cm、70%以上のプロトン比が得られた。単位引出し電流を得るに必要なアーク電力値は、プラズマ電極とビームダンプが浮電位であるか、陰極電位であるかには依存しない事、またラムダトロンのアーク効率は、従来のバケット型イオン源のそれの60%である事がわかった。
堀池 寛; 秋場 真人; 荒川 義博*; 松田 慎三郎; 桜庭 順二*
Review of Scientific Instruments, 52(4), p.567 - 571, 1981/00
被引用回数：3 パーセンタイル：59.65(Instruments & Instrumentation)同軸デュオピガトロンイオン源のテストを行った。このイオン源の特徴は同軸型をした中間電極にあり、同軸型中間電極は磁気センターポールと中間電極室で構成される。このイオン源は一様で濃いソースプラズマを18.5cmの引出電極上に生成し、30KVに於て30Aのイオンビームを安定に効率良く作り出すことができる。ソース磁場の強さによってソースプラズマ分布が変化しないのが特長である。同軸型中間電極はある一定のソースコイルとセンターポールコイルの電流比のとき、最も効率良くソースプラズマを生成した。プロトン比は磁場とともに良くなり、70%まで達した。
荒川 義博; 秋場 真人; 荒木 政則; 堀池 寛; 伊藤 孝雄; 河合 視己人; 栗山 正明; 松田 慎三郎; 松岡 守; 水谷 泰彦*; et al.
JAERI-M 8869, 40 Pages, 1980/05
JT-60中性子入射装置用イオン源の開発状況について要約をおこなった。これまでに得られた実験結果を基にその概要を述べた。
桜庭 順二*; 秋場 真人; 荒川 義博; 荒木 政則; 堀池 寛; 伊藤 孝雄; 河合 視己人; 栗山 正明; 松田 慎三郎; 松岡 守; et al.
JAERI-M 8740, 56 Pages, 1980/03
JT-60用中性粒子入射加熱装置で使用されるイオン源を開発するために、バケット型、およびラムダトロン型イオン源の改良実験を進めている。本報告は、それらの実験結果について書かれたものである。短形バケット型プラズマ源によって、イオン密度0.27A/cm、一様性10%以下(12cm
27cm)のソースプラズマを得た。円形バケット型、およびラムダトロン型イオン源によって、30KV、30A,H
:H
:H
=70:20:10の水素イオンビームを引出した。また、JT-60用ラムダトロン型イオン源の概念設計を行なった。
荒川 義博; 秋場 真人; 桜庭 順二*; 松田 慎三郎; 田中 茂
JAERI-M 8741, 15 Pages, 1980/02
ラムダトロン型イオン源をモデルにして、ソースプラズマ生成部の特性や現象に関する理論的考察を行った。安定なソースプラズマを生成するには、放電室初期ガス圧には下限があり、その値はバケット型イオン源の場合に較べて大きいことがわかった。ターゲットカソード近傍密度勾配 についても議論をおこなった。またこのイオン源から所定のイオンビーム電流を出すに必要な放電パラメータ(放電々流、放電々圧)などの算出おこなった。
小原 祥裕; 秋場 真人*; 荒川 義博; 奥村 義和; 桜庭 順二*
Journal of Applied Physics, 51(7), p.3614 - 3621, 1980/00
被引用回数：26 パーセンタイル：73.54(Physics, Applied)イオン源ソースプラズマ生成部への逆流電子ビーム束はイオンビーム加速電圧とともに増大し、準定常運転ではソースプラズマ電極は熱的にもたない。ここでは、イオンビームシミュレーションコードを用いて、プロトンビーム加速電圧が50~100keVでの逆流電子ビーム束の評価をおこなった。又、高エネルギー準定常用イオン源として、ソースプラズマ生成部に逆流電子ビーム用ダンパーを設けたイオン源が提案された。
堀池 寛; 秋場 真人; 荒川 義博; 松田 慎三郎; 桜庭 順二*
Review of Scientific Instruments, 51(11), p.1463 - 1467, 1980/00
被引用回数：2 パーセンタイル：55.67(Instruments & Instrumentation)新しい形のデュオピガトロンイオン源を考えた。これは、ソースプラズマを一次電子をホロー状に供給することによって生成するもので、同軸デュオピガトロンと名付けられた。このイオン源は磁力線の形状と配置を数値計算で求めた結果に基づいて設計され、製作した。実験の結果、一次電子のホロー状の供給と云う概念が大きな引出し面積を有するイオン源に対し有効であることが証明された。
荒川 義博; 秋場 真人; 近藤 梅夫*; 松田 慎三郎; 大賀 徳道
JAERI-M 8088, 22 Pages, 1979/02
JT-60中性粒子入射装置用イオン源を開発するため、デュオピガトロン型イオン源を用いてソースプラズマの改良実験をおこなった。円形デュオビガトロン型イオン源(引出し電極:15cm
)では、引出し電極全面にわたって一様(密度変化10%以内)かつ高密度(イオン飽和電流密度:250mA/cm)なソースプラズマが得られた。又、矩形デュオビガトロン型イオン源(引出し電極:12cm27cm)では、引出し電極面の一部(8cm24cm)で一様(密度変化5%以内)で、イオン飽和電流190mA/cmのソースプラズマが得られた。さらにイオン源内部の電位分布の測定をおこなった結果、中間電極下流に設けた金属ボタンは、端にプラズマの一様化の役割をはたすばかりでなく、密度レベルの上昇、ガス効率およびアーク効率の向上化に貢献することがわかった。
松田 慎三郎; 荒川 義博; 堀池 寛; 伊藤 孝雄; 河合 視己人; 近藤 梅夫*; 森田 洋昭*; 小原 祥裕; 大賀 徳道; 奥村 義和; et al.
JAERI-M 7655, 311 Pages, 1978/05
この報告書はJT-60用中性粒子入射装置の概念設計の中間結果をまとめたものである。JT-60用NBI装置には、エネルギー75KeV前後で20MWに及ぶ中性水素原子ビームをプラズマ中に最大10秒間入射すること、同時にトーラスに流入する室温水素ガスの流入量を中性ビーム束の15%以下に抑えることが要求される。これらの要求と、当研究室で行なってきたイオン源とビームライン機器に関する試作開発の最近の結果に基いてJT-60NBI装置の概念設計が進められている。この装置のシステム規模を明らかにするとともに、残されている問題点を指摘した。
菅原 亨*; 秋葉 光徳*; 荒川 義博; 藤沢 登; 船橋 昭昌; 平山 俊雄; 堀池 寛; 伊藤 孝雄; 近藤 梅夫*; 木島 滋; et al.
JAERI-M 7043, 27 Pages, 1977/04
中性粒子入射装置が建設され、JFT-2トカマクに取付けられた。入射装置は二つのビーム・ラインから成り、ビームはプラズマ電流にほぼ垂直に打込まれた。本装置を用いて、約15%のイオン温度上昇を達成した。この温度上昇は経験側に合致しており、古典論に基づいて説明し得ることが示された。
山口 敏和*; 小田 靖久; 白石 裕也*; 梶原 健; 高橋 幸司; 春日井 敦; 坂本 慶司; 小紫 公也*; 荒川 義博*
no journal, ,
次世代の低コスト宇宙輸送ロケットとして期待されるマイクロ波推進における放電現象の物理を解明するため、ミリ波放電実験を行い、放電部の可視化を行った。ミリ波源として、日本原子力研究開発機構が核融合プラズマ加熱用に開発した170GHz1MW級ジャイロトロンを用い、パラボラ集光器により集光して放電を起こした。可視化手法として、He-Neレーザー光を光源に利用したシャドウグラフ法を用いた。放電開始部におけるプラズマ及び衝撃波の可視化画像の解析から、マイクロ波推進における放電現象の生成初期についての議論について講演する。
小松 怜史*; 山口 敏和*; 小紫 公也*; 荒川 義博*; 小田 靖久; 坂本 慶司
no journal, ,
マイクロ波ロケットは宇宙への次世代大量物資輸送手段として期待されている。飛行中の周辺大気を燃料とし、地上基地より照射された大出力マイクロ波を飛行中の推進機側で集光することで空気を絶縁破壊する。このとき発生した高圧ガスを排出することで推力を得た後、新たな空気を機内に取り込み、次のパルス状マイクロ波へとつながる。このとき機内に残る高温ガスの換気が不十分であると推力が激減するため、本研究ではこの換気を促進する機構を推進機に施し、その効果を検証した。
小松 怜史*; 山口 敏和*; 小紫 公也*; 荒川 義博*; 小田 靖久; 坂本 慶司; 船木 一幸*
no journal, ,
マイクロ波ロケットは宇宙への次世代大量物資輸送手段として期待されている。周辺大気を吸気し燃料とするため、高いペイロード比・低コストを実現すると期待されており、その吸気機構の開発が重要となる。吸気機構には軽量・簡素なリードバルブを用い、推力発生過程で生じる圧力変動に合わせて自発的に開閉するリードのサイズを選定し機体表面に設置した。マイクロ波発振源ジャイロトロンを用いた実験により力積を発生させることで、リードの吸気性能を評価した。
小松 怜史*; 福成 雅史*; 山口 敏和*; 小紫 公也*; 荒川 義博*; 小田 靖久; 坂本 慶司; 船木 一幸*
no journal, ,
In order to construct huge space infrastructures, like Space Solar Power System (SSPS), low cost space transportation systems should be applied for transportation of these infrastructures because transportation cost a will be very expensive if conventional chemical rockets are used. One of the prospective solutions is a Microwave Rocket. This rocket can use the atmospheric air as a propellant during the flight in dense atmosphere. Thrust is generated by exhaust process of the compressed air by microwave detonation. Microwave detonation is a process in which a shockwave and an ionization wave front propagate together which begins with breakdown in the air by a high power microwave beam. A key to realize Microwave Rocket transportation system is developing high performance air-breathing system. CFD calculation was conducted to get the detail information of microwave detonation. Moreover, we developed thruster with reed valves and generated impulse using gyrotron. The effect of reed valves is discussed along with the calculation result.
