高周波電磁界を用いたプラズマの生成・制御によるMHD発電機の高性能化

通过使用高频电磁场生成和控制等离子体来提高 MHD 发生器的性能

基本信息

批准号：
16760221
负责人：
村上朝之
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

衝撃波管駆動MHD発電実験において、励振周波数13.56MHz、印加電力5〜6kWの高周波電磁界電力の印加を行うことで非平衡MHD発電プラズマを生成・制御し、MHD発電機を高性能化することが本研究の目的である。平成17年度において以下の成果を挙げた。1.プラズマの電気伝導度が比較的低い場合、高周波電磁界印加時により電離が促進される効果が顕著に現れる。このため非平衡プラズマの状態が改善され、発電性能が向上した。2.プラズマの電気伝導度が比較的高い場合、高周波電磁界印加時によりプラズマの動的安定化が行われる。このため非平衡プラズマの挙動が制御され、発電性能が向上した。3.高周波電磁界印加により、プラズマ中の比較的低い電子温度が上昇し、比較的高い電子温度が低下した。このことは、高周波電磁界印加によりプラズマ中の揺らぎが抑制されたことを示唆する。4.高周波電磁界印加により、プラズマ中に形成された過大な構造が、より小さい構造に散らされた。このとこは、高周波電磁界印加によりプラズマ構造が制御されたことを示唆する。5.外部から印加した高周波電力は5.9kW程度である。高周波電磁界印加により、この値を大きく上回る82kW分の発電出力向上を実現した。上述のように、MHD発電機においてプラズマ生成・制御を行うことの有効性、またその発電性能向上に対する顕著な効果を実証することができた。このことは、今度さらなる高性能MHD発電機を開発する上で極めて重要な成果であると考える。

这项研究的目的是通过应用高频电磁场功率（以13.56MHz的激发频率）和5-6kW的施加功率应用高频电磁场功率，从而在冲击管驱动的MHD生成实验中产生和控制非平衡的MHD产生血浆，从而增加了MHD生成器的性能。在2005年实现了以下结果。1。当等离子体的电导率相对较低时，当应用高频电磁场时会促进电离的影响。这可以改善非平衡等离子体的状态，并提高发电性能。 2。当血浆具有相对较高的电导率时，当应用射频电磁场时，血浆会动态稳定。这控制了非平衡等离子体的行为，并改善了发电性能。 3。高频电磁场的应用导致血浆中相对较低的电子温度升高，并且相对较高的电子温度下降。这表明血浆中的波动被高频电磁场抑制了。 4。高频电磁场的应用导致血浆中形成的过多结构散布在较小的结构上。这表明血浆结构是通过高频电磁场的应用控制的。 5。从外部施加的高频功率约为5.9kW。通过应用高频电磁场，发电输出的提高了82kW，这显着高于此值。如上所述，可以证明在MHD发生器中血浆产生和控制的有效性，以及对提高发电性能的显着影响。对于开发更高性能的MHD发生器而言，这被认为是极其重要的结果。