高エネルギー電磁ビームに誘起される放電とその工学的応用

点击翻译按钮获取中文摘要

高エネルギーのレーザーやミリ波ビームにより誘起される爆轟波を工夫された実験系により純粋な１次元現象に帰し，その計測結果の解析によってレーザーとミリ波の双方の放電・爆轟現象に内在する普遍的な物理モデルを構築することを目的とし，以下の２つの課題について研究を行った．(1) レーザー放電爆轟波１次元伝播実験装置を構築し，従来の実験で使用していた集光された１ミリメートル径レーザービームを，ほぼ平行な７ミリメートル径ビームに拡大し，壁面による側方膨張制限が有るものと無いもので実験を行った．その結果，ビーム径拡大によって爆轟波伝播速度がおよそ２倍になる一方，壁面制限の有無は伝播速度にほとんど影響を及ぼさないことが分かった．Raiser等の理論では，伝播速度と側面への膨張によるエンタルピー流出の関係を直接的に関連付け定式化していたが，今回の実験結果はこの理論では説明がつかず，新しいレーザー爆轟波伝播理論が必要となることが示唆された．(2) ミリ波放電爆轟波の詳細なフィラメント構造を撮影し，その特徴的な放電伸展のメカニズムに迫ると共に，詳細な多次元数値シミュレーション結果との比較を行うため，高解像度（４百万画素）の高速シャッターカメラの選定を行った．また放電実験に用いるミリ波発振器ジャイロトロンの基礎設計を開始した．真空管のボア径をできるだけ小さく設計することで超電導マグネットを小型化し，実験室に収まる装置を製作可能であるとの見通しが立った．本基盤研究Ａに続く，基盤研究Ｓでジャイロトロン装置の製作を行う．