キャピラリーZピンチ放電を用いた再結合励起型水素様窒素軟X線レーザーの研究

毛细管Z箍缩放电复合激发类氢氮软X射线激光器研究

• 批准号: 07J09746
• 负责人: 酒井 雄祐
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J09746/
• 关键词: レーザー; 軟X線; Zピンチ; パルスパワー; プラズマ; キャピラリー放電; 再結合; 放電

水素様窒素の再結合レーザー発振に要求される高速放電パルスを得るための放電部開発を進めた。水コンデンサ後方に,低インダクタンスな自爆型のギャップスイッチ,伝送線路とキャピラリー負荷部を組み合わせるシステムを考案し,より整合のとれた放電部の開発を行った。そして,波高値にして約3倍程度,またパルス幅とし50ns程度のパルス発生を可能とした。また,この装置の特徴として,伝送線路の線路長を変化させることである程度の電流波形制御が可能となった。結果として,75mmのキャピラリーに,電流ピーク値として65kA以上で,パルス幅が50ns〜80ns程度のパルス電流の生成に成功した。並行して,最適な実験条件を探るため,イオンの状態を知るための電磁流体(MHD)シュミレーションコードと,放電部のパルス形成のためのコードの開発を進めた。そして,実験装置で形成可能な電流波形を基に,作成したMHDコードによる計算を行い,水素様窒素の再結合励起に滴する電流波形の形成を試みた。計算結果として,ピーク値50kA,立ち上がり25ns,立ち下がり25ns程度の三角波電流を用いた場合,最大ピンチ時に150eV,電子数密度として1×10^<20>cm^<-3>程度までプラズマが圧縮され,その後10ns程度で数十eVにまで急峻に冷却きれた。そして,ピンチ後数ns後に,全窒素イオンの20%程度が7価まで電離し,小利得信号としてG=1cm^<-1>が得られた。最終的に,実際に開発したパルスパワーシステムにより,三角波電流の生成を行った。そして,実際に放電を行い,窒素プラズマからの放射光の計測を進めた。現在までに,XRDにより波長3nm以下の放射光の時間変化の計測を行った結果,数nsに渡り強い信号を観測し,最大ピンチ時付近における,水素様窒素の存在を確認し,再結合レーザー発振の可能性を示した。

The combination of water and asphyxiation in combination with the requirement of high-speed vibration requires that the high-speed radio and power supply department should be operated in advance. In the rear of the water supply system, the low-voltage equipment is used for self-exploding equipment, and the load department is responsible for organizing the examination plan and integrating the radio and electronics department to open the examination plan. The height of the wave is about 3 times as high as that of the wave, and the amplitude of the wave is about 3 times higher than that of 50ns. The equipment is very sensitive, and the transmission route is very sensitive. The current waveform control system may be very sensitive. Results the results show that the 75mm is sensitive, the current is above 65kA, and the amplitude of 50ns~80ns is higher than that of the current. At the same time, the most effective conditions are as follows: electromagnetohydrodynamics (MHD), electrical and magnetic fluids (EMAF), electrical and magnetic fluids (EMOF), electrical and magnetic fluids (EMOF), electrical and magnetic fluids (EMF), electrical and magnetic fluids (EMFs), and the emission department. The electric current waveform may be generated by the equipment, and the MHD current waveform can be calculated by combining the electrical current waveform with the electrical current waveform. The results of the calculation show that the temperature is very high, the 50kA is high, the 25ns is up and down, the triangle wave current at the 25ns level is the same, the maximum temperature is 150eV, the number density of the electrons is 1 × 10 ^ & lt;20> cm^ & lt;-3>, the temperature at the end of the cycle is more than 10 eV, the cooling temperature is very high. After ns, all the asphyxiant is 20% and 7%, and the small profit signal is G = 1cm ^ & lt;-1> is successful. In the most advanced case, the international market is very sensitive, and the triangle wave current is responsible for the generation of transmission lines. In the international market, asphyxiate is used to improve the emission of light. At present, when the emission time of XRD wave length 3nm is lower than that of 3nm, the simulation results show that the strong signal of ns is switched off, the maximum temperature is paid near temperature, and the presence of asphyxiation is confirmed, which is demonstrated by the possibility of shock vibration.

项目成果

Soft X-ray radiation from nitrogen z-pinch plasma produced by capillary discharge

毛细管放电产生的氮 z 箍缩等离子体的软 X 射线辐射

• 发表时间: 2007
• 期刊: IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials 11
• 作者: Yusuke Sakai;Takanori Komatsu;Yifan Xiao;Inho Song;Gota Niimi;Masato Watanabe;Akitoshi Okino;Eiki Hotta
• 通讯作者: Eiki Hotta

Measurement of Divergence of Ne-like Ar Soft X-ray Laser Generated by Capillary Z-Pinch Discharge

毛细管Z箍缩放电类氖氩软X射线激光发散度测量

• 发表时间: 2007
• 期刊: PN.J.Appl.Phys, 47[2] 47
• 作者: Y. Hayashi;H. Ghomi;Y. Zhao;Y. Cheng;Y. Sakai;M. Watanabe;A. Okino;K. Horioka;E. Hotta
• 通讯作者: E. Hotta

キャピラリー放電による再結合励起レーザー発振の可能性

通过毛细管放电复合激发激光振荡的可能性

• 发表时间: 2007
• 作者: 酒井 雄祐;高橋 俊輔;渡辺 正人;沖野 晃俊;堀田 栄喜
• 通讯作者: 堀田 栄喜

The possibility of a capillary discahrge soft X-ray laser with shorter wavelength by utilizing a recombination scheme

利用重组方案实现更短波长毛细管放电软 X 射线激光器的可能性

• 发表时间: 2009
• 期刊: Journal of Plasma and Fusion Research Series Vol. 8(5月掲載確定)
• 作者: Yusuke Sakai;Shunsuke Takahashi;Tomonao Hosokai;Masato Watanabe;Akitoshi Okino;Eiki Hotta
• 通讯作者: Eiki Hotta

HIGH VOLTAGE CAPILLARY DISCHARGE SYSTEM FOR EXCITATION OF SOFT X-RAY LASER

用于软X射线激光激发的高压毛细管放电系统

• 发表时间: 2007
• 作者: Y. Sakai;S. Takahashi;M. Watanabe;A. Okino;E. Hotta
• 通讯作者: E. Hotta