熱プラズマ中のアンテナインピーダンスの理解とプラズマ診断への応用

点击翻译按钮获取中文摘要

プラズマ中のアンテナインピーダンスの理解は,プラズマ診断にとって有用である。その代表例がインピーダンスプローブであり,電子密度計測器としてこれまで多くの飛翔体に搭載されてきた実績がある。しかしながら,時間/空間分解能や計測器としての利便性といった点では課題が指摘されてきた。そこで本研究では,観測ロケットへの搭載に向けて,新たにFPGAを適用したインピーダンスプローブの開発を行った。本改良には,(1)小型化・軽量化ができる,(2)ファームウェアの再利用や改良が容易である,(3)時間分解能をフレキシブルに設定できる,(4)位相成分の計測が容易になる,(5)将来の自動検出方式の開発につながる,といったメリットがある。FPGAを搭載したインピーダンスプローブのフライト基板ができあがり,電子回路部の調整と出力値の較正,並びに熱試験,温度試験,真空試験,プラズマ内動作試験といった環境試験を行った。これらの環境試験によって正常な動作を確認することができた。従って,平成23年度に打ち上げられることとなった観測ロケットS-520-26号機,S-310-40号機の飛翔時においても,期待通りの動作をし,重要な参照データを取得できると期待される。本研究開発の成果は,学術論文や学会発表という場において公表し,博士論文としてもまとめている。