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高出力マイクロ波を用いたプラズマ導波路の形成と機構解明

高功率微波等离子体波导的形成及机理阐明

基本信息

批准号：
11780342
负责人：
伊藤弘昭
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Utsunomiya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

この研究の第1の目標は、レーザーとプラズマを利用した高エネルギー電子加速器の実現に向けて問題の1つとなっている加速距離制限を克服するプラズマ導波(plasma waveguide)の形成機構を解明することである。マイクロ波干渉計測の実験装置の整備、組立を行った後、干渉計用マイクロ波の調整をしてプラズマ計測実験を行った。密度計測に用いたマイクロ波周波数は24GHz帯である。密度計測実験を行ったが、検出されたマイクロ波の位相差のS/N比が悪いため位相差から導波路中の実際の密度変動分を導出することが難しい。今後、S/Nを向上させてマイクロ波干渉計測からプラズマ導波の形成機構の解明を行う。同時に、陽子加速の可能性の模索と原理実証を行うための陽子源の開発を行った。陽子加速法としてはレーザー励起航跡場の横電場を利用した方法とV_p×B加速機構を用いた方法の2種類について検討した。数値シミュレーションの結果、航跡場による方法は初期エネルギー1MeVの陽子ビームに対してレーザーのスポット長の加速距離で約200keV/段のエネルギー増加が得られた。一方、V_p×B加速による方法の場合、10MeVの陽子ビームに対して約100keV/段のエネルギー増加が得られた。この加速法はビームの入射エネルギーが増加すると、レーザーとの位相同期が良くなるのでエネルギー増が増加する。これらの結果、V_p×B加速法は高エネルギー領域の加速に適している。これらの加速量では不十分であるので、多段化の必要があり、航跡場の横電場を利用した方法をV_p×B加速法の前段加速に用いることにした。陽子加速の原理実証を行うための入射器用陽子源の製作を行い、エネルギー30keVの陽子源の製作はほぼ終了した。また、陽子源から射出された30keVの陽子を1MeVまで加速させる前段加速器であるIH(Interdigital H-mode)型線形加速器用の電極の設計を行ったが、加速空胴の設計は現在行っている。

The purpose of this study is to use the high-speed electrical accelerator to solve the problem in order to overcome the limitation of thermal wave (plasma waveguide) in the first part of the study. After the equipment has been equipped and set up, the equipment has been installed and the equipment has been set up. After the equipment has been set up, the equipment has been installed. The density calculation is based on the number of wave cycles and 24GHz cycles. The difference between the phase difference of the signal and the phase difference of the wave in the density meter is higher than that in the wave path. From now on, there will be a significant increase in the number of waves. The formation mechanism of the wave is clear. At the same time, the sub-acceleration possibility model is based on the principle that the sub-source will start the operation of the subsource. The sub-acceleration method is used to encourage the departure field to make use of the vehicle method to make use of the VIP × B acceleration machine to use the same method as method 2. In the early stage of the airport method, we need to learn more about the results and the results of the airport. in the early stage of the airport method, we need to increase the number of acceleration distances in the 200keV/ section of the airport. at the beginning of the airport method, we need to increase the speed of 1MeV. On the one hand, VIP × B accelerated the application of the method, and the 10MeV sub-section added a lot of information in the 100keV/ section. In the same period of time, the acceleration method is in the same period. The results of the simulation results, the VIP × B acceleration method and the acceleration method in the field of high performance. The amount of acceleration is not very high, the multi-stage is necessary, and the airport is in the first stage of acceleration by using the method of Velp × B acceleration. The principle of "sub-acceleration", "row", "line", "projector", "sub-source", "30keV", "sub-source", "sub-source" and "sub-source". The generator and the sub-source emit the 30keV device, the 1MeV accelerator, the front accelerator, the IH (Interdigital H-mode) accelerator, the cathode device, the accelerator, and the accelerator.