Studies on temporal variation analysis of modulation effect and self-excitation in a traveling wave direct energy converter

令和4年度は，従来からの感染症流行に加えて，物品価格の上昇および物品自体の調達の困難の影響が大きく，計画通りの進行ができなかった．実績の概要は，以下の4つの副課題毎にまとめる．1) 副課題1：可変径大口径イオン源の製作では，部品価格の高騰で，特にビーム径の制御機構の部分で当初設計の見直しが必要となった．そのため，部品は調達できたが，装置完成に至らず，現在なお組立途上にある．2) 副課題2：径方向散乱に注目した変調効果時間変化の模擬実験解析においては，昨年度手掛かりとして得たガス圧と高周波電力の調整によるビーム電流の飛躍的な増大を元に最適条件を探ったところ，収束電極への電圧印加で粒子束が急増することを見出した．これは実験的には好ましいものの，収束電極位置での空間電位が上昇するはずで，単純な粒子軌道計算結果とは整合しない．現象の理解には，副課題4の数値解析と密に関係させて進展させる必要がある．3) 副課題3：疑似自励発振の実現と生起条件の解析では，実験に必要な機材を製作依頼した企業が（年度当初から予想されたことではあるが）部品調達に困難を来たした．その結果，装置の納入が年度末近くとなり，ほとんど進展を得ることができなかった．4) 副課題4：模擬実験結果の数値解析においては，旧装置での過去の実験に合わせた解析で成果が得られた．減速電圧に対する依存性で，実験と同じ傾向が数値計算で再現されていた．これら合致する実験と計算は，見掛け上理論と整合していなかった．今回，計算で単一の粒子の軌道を微細に吟味することで，理論的な理解が得られた．この成果は，国際会議で発表し，現在，投稿した論文の審査が進んでいる．

令和4年度は，従来からの感染症流行に加えて，物品価格の上昇および物品自体の調達の困難の影響が大きく，計画通りの進行ができなかった．実績の概要は，以下の4つの副課題毎にまとめる．1) 副課題1：可変径大口径イオン源の製作では，部品価格の高騰で，特にビーム径の制御機構の部分で当初設計の見直しが必要となった．そのため，部品は調達できたが，装置完成に至らず，現在なお組立途上にある．2) 副課題2：径方向散乱に注目した変調効果時間変化の模擬実験解析においては，昨年度手掛かりとして得たガス圧と高周波電力の調整によるビーム電流の飛躍的な増大を元に最適条件を探ったところ，収束電極への電圧印加で粒子束が急増することを見出した．これは実験的には好ましいものの，収束電極位置での空間電位が上昇するはずで，単純な粒子軌道計算結果とは整合しない．現象の理解には，副課題4の数値解析と密に関係させて進展させる必要がある．3) 副課題3：疑似自励発振の実現と生起条件の解析では，実験に必要な機材を製作依頼した企業が（年度当初から予想されたことではあるが）部品調達に困難を来たした．その結果，装置の納入が年度末近くとなり，ほとんど進展を得ることができなかった．4) 副課題4：模擬実験結果の数値解析においては，旧装置での過去の実験に合わせた解析で成果が得られた．減速電圧に対する依存性で，実験と同じ傾向が数値計算で再現されていた．これら合致する実験と計算は，見掛け上理論と整合していなかった．今回，計算で単一の粒子の軌道を微細に吟味することで，理論的な理解が得られた．この成果は，国際会議で発表し，現在，投稿した論文の審査が進んでいる．