単色X線画像法による爆縮核燃料プラズマの温度・密度マッピング

使用单色 X 射线成像绘制内爆核燃料等离子体的温度和密度图

• 批准号: 20026005
• 负责人: 西村 博明
• 金额: $ 9.02万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20026005/
• 关键词: レーザー核融合; 高速点火核融合; プラズマ分光診断; X線画像計測

高速点火核融合プラズマを対象とし、爆縮コアプラズマの形成過程、密度半径積の計測、ならびに超短パルスレーザーによる追加熱過程の観測を目的として、超高速単色X線X線分光診断法の研究を実施した。爆縮コアプラズマの電子温度プロファイルを計測するため,塩素トレーサーガス封入ターゲットを開発し、爆縮実験に用いた。昨年開発した単色X線サンプリングストリークカメラで塩素の共鳴線であるHea線とLya線を単ショットベースで取得し、二次元電子温度の時間履歴が500～820eVの間で変化することなどが分かった。さらに,流体シミュレーションと比較した結果,爆縮過程の減速相でシェルと内部ガスの混合が発生し、その現象が電子温度を低下させていることを明らかにした。プラズマの初期密度を駆動レーザーに対する臨界密度より低い低密度ターゲットを使用すると、加熱膨張が起こるまでに速やかに一様加熱でき、固体平板と比べ一桁以上高いX線の変換効率を得ることを定量的に示した。爆縮コアプラズマの密度計測に最適なチタンのK殻X線(4.5-6.0keV)に着目し、チタンドープエアロジェル(密度3.2mg/cc,チタン含有量が3%原子数)をシリンダーに詰めたターゲットを用いて加熱波の観測実験を行った。実験結果と二次元放射流体シミュレーションとを比較し、シリンダー壁面からのプラズマ膨張がシリンダー軸上で衝突しプラズマ温度を上昇させていることが確認された。さらに,チタンの含有率を上げ、更なる変換効率の向上を目的に,新規ターゲット材料の二酸化チタンナノファイバーコットン(密度27mg/cc)を用いたX線発生実験を行い、従来のX線発生方式と比較して一桁以上高いX線変換効率の向上に成功した。

High speed ignition nuclear fusion imaging, implosion, formation process, measurement of density-radius product, measurement of heat recovery process, ultra-high speed color X-ray spectroscopic diagnosis. The electronic temperature of the explosion is measured by the explosion temperature sensor. In the past year, the development of single color X-ray resonance line, Hea line and Lya line has been achieved, and the time history of quadratic electron temperature has been changed from 500 eV to 820eV. In addition, the fluid temperature is reduced and compared with the result that the deceleration phase of the implosion process, the mixing of the internal temperature, and the phenomenon of the electron temperature are reduced. The initial density of the solid plate is higher than that of the X-ray. The density measurement of the explosion temperature is optimized for the K shell X-ray (4.5-6.0keV) of the explosion temperature. The density of the explosion temperature is 3.2mg/cc, and the content of the explosion temperature is 3% atomic number. The results show that the temperature of the two-dimensional radioactive fluid rises from the temperature of the wall to the temperature of the shaft. For the purpose of increasing the content and changing the conversion rate of the new material, the new material has been successfully used for the production of X-ray with a density of 27mg/cc.

项目成果

高密度プラズマ診断用単色X線バックライトカメラの開発

用于高密度等离子体诊断的单色X射线背光相机的开发

• 发表时间: 2009
• 作者: 藤原隆史;佃辺稔;藤岡慎介;西村博明;長友英夫;他
• 通讯作者: 他

Time-resolved two-color monochromatic x-ray imagers for fast-ignitor plasmas

用于快速点火等离子体的时间分辨双色单色 X 射线成像仪

• 发表时间: 2008
• 作者: M. Tanabe;T. Fujiwara;S. Fujioka;H. Nishimura;et.al.
• 通讯作者: et.al.

塩素化合ガス封入シェルターゲットを用いた爆縮コアプラズマの電子温度診断

利用充满氯化气体的壳靶进行内爆核心等离子体的电子温度诊断

• 发表时间: 2009
• 作者: 田辺稔;藤原隆史;藤岡慎介;林伸夫;西村博明;藤村猛;中井光男;白神宏之;疇地宏
• 通讯作者: 疇地宏

高密度プラズマ実験における単色X線バックライトカメラの開発

高密度等离子体实验用单色X射线背光相机的研制

• 发表时间: 2008
• 作者: 藤原隆史;田辺稔;藤岡慎介;西村博明;遠藤恭;他
• 通讯作者: 他

High-speed monochromatic x-ray imager for electron temperature mapping of fast igniter plasmas"

用于快速点火等离子体电子温度图的高速单色X射线成像仪"

• 发表时间: 2010
• 期刊: Journal of Physics : Conference Series (印刷中)
• 作者: M.Tanabe;T.Fujiwara;S.Fujioka;N.Hayashi;H.Nishimura;他9名
• 通讯作者: 他9名