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論文

Ion species control in high flux deuterium plasma beams produced by a linear plasma generator

Luo, G.; 洲 亘; 中村 博文; 大平 茂; 西 正孝

Review of Scientific Instruments, 75(11), p.4374 - 4378, 2004/11

 被引用回数:43 パーセンタイル:84.91(Instruments & Instrumentation)

低エネルギー・高フラックスのコンパクトなプラズマ源の作る重水素イオンビーム中のイオン種の制御について研究した。このプラズマ源は核融合炉のプラズマと対向壁との相互作用の研究用に開発したものである。本研究では、プラズマ源中の重水素圧力,アーク電流,制御用磁場などの放電パラメータを変化させることにより、重水素イオン種D$$^{+}$$, D$$_{2}$$$$^{+}$$, D$$_{3}$$$$^{+}$$の割合を制御できることを見いだした。低い重水素圧力の場合ではD$$^{+}$$イオンが主になり、中間の磁場と高い重水素圧力の条件ではD$$_{2}$$$$^{+}$$が生成されやすい。また、強い磁場と大きなアーク電流がD$$_{2}$$$$^{+}$$からD$$_{3}$$$$^{+}$$への変換を容易にする。これらの放電パラメータの適切な調節により、D$$^{+}$$, D$$_{2}$$$$^{+}$$、及びD$$_{3}$$$$^{+}$$のそれぞれについて、単一成分の割合が80%を超えるビームを得る方法を確立した。また、この中でD$$_{3}$$$$^{+}$$の生成には磁場の制御が重要な役割を果たしていることを見いだした。

論文

Production of a 95% proton yield beam in a semicylindrical plasma generator

渡邊 和弘; 荒木 政則; 大楽 正幸; 堀池 寛; 小原 祥裕; 奥村 義和; Pamela, J.*; 田中 茂; 横山 堅二

Review of Scientific Instruments, 62(9), p.2142 - 2145, 1991/09

 被引用回数:4 パーセンタイル:55.30(Instruments & Instrumentation)

半円筒型マルチカスププラズマ源において、陽子含有率95%のビームを生成した。このプラズマ源の大きさは、直径34cm、長さ129cmであり、陰極からの高速一次電子をプラズマ源内に強く閉じ込めるため、強い結合磁場配位が用いられた。この磁場配位により、プロトン比(陽子含有率)を低下させると考えられる一次電子のビーム引き出し部への漏れ出しが抑制され、上記の世界最高値のプロトン比が得られた。その時のビーム電流密度は175mA/cm$$^{2}$$で、動作ガス圧力は0.4Paであった。プロトン比はドップラーシフト分光法によって測定された。

報告書

半円筒型プラズマ源における高プロトン比ビームの生成

渡邊 和弘; 荒木 政則; 大楽 正幸; 堀池 寛; 小原 祥裕; 奥村 義和; 田中 茂; 横山 堅二; Pamela, J.*

JAERI-M 90-212, 56 Pages, 1990/12

JAERI-M-90-212.pdf:1.81MB

荷電粒子回収に関する日仏共同実験に使用するための、内径34cm長さ129cmの半円筒型多極磁場型プラズマ源を開発した。設計に当たっては、一様性の良いプラズマで且つプロトン比を高めるために3次元の磁場分布及び電子軌道計算コードを用いて磁場配位陰極形状を決めた。引出し面でのプラズマの一様性をラングミュアプローブを用いて測定した。イオン組成比は、中央部7cm$$times$$27cmの領域からビームを引き出し、ドップラーシフト分光法で測定された。プロトン比は、アーク電流を高めるほど、電子の閉じ込めの良い磁場配位ほど、また引き出し部から遠い軌道をとる磁場配位ほど高められ、プローブで測定した8cm$$times$$100cmの領域でのプラズマの一様性が$$pm$$5%という良い条件で、電流密度150mA/cm$$^{2}$$において93%に達した。また、一様性を無視した磁場配位では最高で95%の高いプロトン比が得られた。

論文

大面積イオンビーム源

奥村 義和

機能材料, 0(7), p.42 - 53, 1989/07

広い面積から大電流のイオンビームを発生する技術が、核融合プルトニウムの加熱用に急速に進展してきた。現在では、多極磁場型プラズマ源と多孔型電極を用いて、イオン源単体として100KeV、100A級のイオンビームを準定常的に発生させる技術が確立されている。工業的な応用を念頭に、これらの大電流イオン源の技術を概説する。

論文

Experiment on MHD generators with nonequilibrium ionization using potassium-seeded argon plasmas

白形 弘文; 高橋 興起; 平本 立躬; 矢野 淑郎

Journal of Nuclear Science and Technology, 10(1), p.10 - 21, 1973/01

磁気誘導電離による非平衡MHD発電を実現するための一連の実験結果の報告である。2種類のファラデー型MHD発電器の実験が、ガス温度1600-2000°K、1気圧のAr/Kプラズマを用いて行われた。第1の実験では、発電器構造について熱的・機械的性質についての検討が行われ、また、準熱平衡状態における発電特性が調べられ、ほぼ満足すべき結果を得た。第2の実験では、非平衡特性を得るための改造を行った発電器を用い、その発電特性が測定された。この実験結果は、非平衡電離と不安定性を考慮した4端子面路網理論による結果と比較され、よい一致を示した。小型の実験装置であるにもかかわらず、予備電離を行ったとき、磁気誘導電離による出力の増加が、よい再現性をもって確認された。

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