- 著者
-
山中 龍彦
乗松 孝好
- 出版者
- 大阪大学
- 雑誌
- 基盤研究(B)
- 巻号頁・発行日
- 1995
本研究はレーザー核融合炉用燃料ペレットインジェクション装置を開発する上で必要な基礎技術、即ち、ペレットの正確な加速と加速されたペレットの速度、方向を正確にに評価するトレース技術の開発を目的としたものである。将来のレーザー核融合炉では直径6mm、壁厚200μm程度のプラスチック中空球に燃料である重水素、三重水素混合ガスを均一な厚さになるように容器の内面に固化したターゲットを数Hzの周期で投入し、レーザー照射し、核融合反応に導く。投入したレーザーのエネルギーと核融合で生成されたエネルギーの比、ターゲットゲインはレーザーの照射精度に大きく依存し、レーザー集光位置と照射時のターゲット位置とのずれはターゲット直径の1/100、即ち、50μm程度でなければならないと言われている。レーザー核融合炉の半径は5mm、インジェクション速度は300m/s程度と言われているので、これは方向精度において10μrad、速度において0.1μsの精度で測定・制御が必要であることを示している。試作したコイルガン方式のインクジェクション装置を用いた加速実験ではペレットインジェクション速度に対する初期位置の影響を中心に調べ、最適位置から100μmずれても出射速度は10^<-6>程度しか影響しないことが分かった。これはレーザー照射タイミングの調整範囲であるので、初期位置の精度は技術的には問題ないと言える。現時点では摩擦の影響の方がはるかに大きい。Z型に配置された3本の平らなレーザービームと、3個の検出器からなる位置、速度検出システムを考案し、ペレットの通過時間に関しては約10ns、通過位置に関しては0.01mmの精度で測定ができる可能性があることが分かった。このユニットをXY軸に対して各1セット、進行方向のZ軸に対して3セット用いれば、将来のインジェクションシステムに必要な十分な精度と応答速度をもっているといえる。