核融合燃料ペレット入射用レールガンの高繰り返し化

用于聚变燃料芯块喷射的轨道炮的高重复率

• 批准号: 05780382
• 负责人: 勝木 淳
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kumamoto 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: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05780382/
• 关键词: レールガン; プラズマ電機子; 核融合; アイスペレット入射; 永久磁石; ローレンツカ

アイスペレット入射装置として数種のペレット加速方式が研究されているが、現在のところ、二段軽ガス銃方式によって3km/sまでの速度領域でペレットサイズ及び射出速度を制御できるようになった。しかしながら、軽ガス銃方式でそれ以上の速度を達成する子とは原理的に不可能であり、他の加速方式の開発が望まれる。我々は、5km/s以上の速度を原理的に達成可能なレールガン方式のペレット加速装置の開発を行っている。これまでに、永久磁石を利用した磁場増強型レールガンを考案し、従来型に比べてレールガン内壁の熱的損傷が減少すること、及びレールガン内において二次的な電流の発生が抑制されることを実験的に確信した。本研究では、永久磁石によって加速管に印加される磁場がレールガンの動作、特にプラズマ電機子に及ぼす作用について調べた。また、レールガン内部における熱伝導シミュレーションを行い、レールとして最適な金属材料について検討した。1)プラズマ電機子の振舞の観察50cmの永久磁石付き磁場増強型及び同じ長さの従来型の2台のレールガンを用い、両者におけるプラズマ電機子の振舞をピックアップコイル及び高速度カメラを用いて調べた。永久磁石を使用した磁場増強型レールガンの方が速度の立ち上がりが速く、動作の再現性が非常に良い。レールガン従来型レールガンでは全てのショットにおいて二次的な電流が発生しているのに対し、磁場増強型レールガンでは二次電流の発生率が半減した。ショット後のレールの表面を解析すると、永久磁石を使うことによってレール表面の損傷が10分の1以下になっていることがわかった。これらの永久磁石を用いたことによるレールガン動作の改善は、駆動電流の低減によってレールガン内壁への熱負荷が減少したためであると考えられる。2)レール材質の最適化銅、真鍮、ステンレス及びタングステンをレール材としてサンプルした場合の熱伝導計算機シミュレーションを行った。その結果、レールの損傷に関して熱伝導率と融点が非常に重要なパラメータであることがわかった。タングステン、銅、真鍮、ステンレスの順で損傷が小さく、レールの材料としてタングステンが最も良いことがわかった。

Several kinds of acceleration modes are studied in this paper. The speed field is controlled by three kinds of acceleration modes, namely, current acceleration mode and two-stage acceleration mode. It is impossible to achieve the above speed in a single mode, and it is desirable to develop other acceleration modes. The development of the acceleration device can be achieved by means of the principle of speed above 5km/s. This is because the permanent magnet is used to increase the magnetic field intensity. The thermal damage of the inner wall of the permanent magnet is reduced. The secondary current generation in the permanent magnet is suppressed. In this study, the magnetic field of the permanent magnet and the acceleration tube are adjusted according to the action of the permanent magnet and the acceleration tube. In addition, the internal heat conduction of the metal material is also discussed. 1) The vibration of the motor is observed by the permanent magnet of 50cm, the magnetic field is increased, and the magnetic field is increased. The vibration of the motor is adjusted by the permanent magnet of 50 cm. The permanent magnet is used to increase the magnetic field. The direction of the magnetic field increases the speed and the reproducibility of the action is very good. The secondary current generation rate decreases by half when the magnetic field increases. The surface of the permanent magnet is analyzed and the surface damage is less than 10 minutes. The permanent magnet is used to improve the operation of the magnet and reduce the thermal load on the inner wall. 2) Optimization of copper, aluminum, aluminum, aluminum The result is that the thermal conductivity is very important. The best way to improve the quality of the products is to improve the quality of the products.

项目成果

S.Katsuki: "New Methods to Reduce the Erosion of Bore Materials in a Small Bore Railgun" Proc. of IEEE 9th Int. Pulsed Power Conf.(1993)

S.Katsuki：“减少小口径轨道炮内膛材料侵蚀的新方法”Proc。

S.Katsuki: "Plasma Initiation Separated from the Projectile" IEEE Trans. on Plasma Science. 21. 755-759 (1993)

S.Katsuki：“与射弹分离的等离子体引发”IEEE Trans。

H.Akiyama: "Pulsed Power Generator ASO-II by an Inductive Energy Storage System with Two-Staged Opening Switch" Proc. of Int. Sympo. on High Voltage Engineering. 3. 493-496 (1993)

H.Akiyama：“采用带有两级断开开关的感应储能系统的脉冲功率发生器 ASO-II”Proc。