レーザ光生成プラズマを核とする誘雷用電離チャネルの形成過程の解析-パルス電界印加を利用した荷電粒子の挙動測定-

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レーザ光生成プラズマを核とする誘雷用電離チャネルの形成過程を解析するべく,二年間の計画で研究を行った.主な成果の内容としては,レーザ光でプラズマ生成を行う電極間の位置に対する放電誘発確率の変化を捕らえたことと,パルス電界を印加することによる,レーザ光生成プラズマの時間変化の測定である.レーザ光生成プラズマに定常電界を印加する場合,適当な電界強度で印加電極間に放電が誘発される.このとき,放電誘発の確率がプラズマの生成位置で異なることを見い出した.この現象は,荷電粒子の移動度に対する衝撃波の影響を示唆している.この現象を追求するべく,プラズマ生成に伴って発生する衝撃波の伝搬過程を調べるために,圧カセンサを用いて伝搬時間を測定した.一方で,伝搬時間の測定結果を評価するために,レーザ光照射により発生する衝撃波の伝搬過程を計算する流体コードを整備した.実験結果をこのコードによる計算結果と比較したところ,極めてよい一致をみた.さらに,高圧半導体スイッチを用いたパルス高電圧発生装置を製作し,これを用いてパルス電界を印加することによってプラズマの応答(電極間に誘起される誘導電流)を測定した.高圧半導体スイッチが必ずしも仕様通りに動作しなかったために困難な測定となったが,電界印加時にのみ誘導電流を誘起し,それを測定することに成功した.プラズマ生成後比較的長時間(数十μs)経過後でも,誘導電流は大きな値を保っており,パルス的に印加することによる,純粋なプラズマの変化を抽出できたと考えられる.今後の方針として,パルス電界を印加したときの誘導電流の測定結果を充実させ,レーザ光生成プラズマの時間変化を追求して行く予定である.