Understanding of Plasma Detachment Phenomena in Laser Fusion Rockets

激光聚变火箭中等离子体脱离现象的理解

• 批准号: 21K18176
• 负责人: 山本 直嗣
• 金额: $ 16.31万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18176/
• 关键词: 宇宙推進; レーザー核融合ロケット; デタッチメント; プラズマ計測

本研究の目的は、従来の宇宙輸送システムを一新するゲームチェンジャーとなり得る「レーザー核融合ロケット」の実現に向けて、検証実験と数値解析の相違の要因を解明することである。構築してきた数値解析と検証実験では5倍ほど数値解析で得られる力積が多く、数値解析に考慮されていない物理が存在する。その候補の一つがデタッチメント、すなわちプラズマが磁力線から離脱するかどうかである。デタッチメントは、磁気モーメント保存の破れが原因ではないかと考えられるため、実験と数値解析の両面から、定量的な検証を行い、デタッチメントの背後にある物理の解明を目指している。2021年度に得られた成果として、磁気モーメント保存の破れを検証できるように、イオンも電子も粒子として取り扱う第一原理計算を実施した。計算コストの削減のため、3次元ではなく、2次元での計算を実施したところ、イオンのみならず、電子も磁力線から離脱していく事が確認できた。これは電子もデタッチするということを実証したきわめて重要な結果である。残念ながら出力データが膨大なため、デタッチの物理は未解明のままであるため、今後データ処理を進めていく。実験からのアプローチとして、電子の速度ベクトル計測と磁場の可視化が必要であるため、二つの計測システムの検討を行った。速度ベクトルに関しては、協同トムソン散乱計測を実施したが、電子項はプラズマからの発光が強すぎて計測できなかった。今後は自発光の影響を抑制できるような計測体系への変更や、別の計測手法の採用を検討していく。磁場の可視化に関して、イオンバックライト法から磁場の再構築を試みた。イオンとしては、ペタワットレーザーを照射して生成する数MeVのプロトンを用い、RCFでプロトンの空間分布を同定し、空間分布より磁場の再構築を試みた。再構築した磁場は他の計測と矛盾せず、磁場再構築法として採用できるめどが立った。

The purpose of this study is to explore the future of the universe transport system, to obtain the realization direction of nuclear fusion, to verify the numerical value analysis and to explain the main causes of the contradiction. Construction of numerical value analysis and evaluation of force product is 5 times higher than numerical value analysis, and numerical value analysis takes into account the existence of physics. The first time I saw him was when I was a kid. The reasons for the preservation of magnetic and magnetic materials are discussed in detail. The numerical analysis and quantitative analysis are discussed in detail. The physical explanation behind magnetic and magnetic materials is discussed in detail. In 2021, the first principles of calculation were carried out for the results obtained and the magnetic properties preserved. The calculation of the number of times the number of times the number of times This is the first time that I've seen this. The problem is that the physics of the problem is not solved yet, and the problem is solved in the future. It is necessary to measure the velocity of electrons and visualize the magnetic field. Speed is crucial because collaborative software can be used for scattered measurement, and electronic items can be measured with enhanced light emission from the printer. In the future, we will discuss the change of measurement system and the adoption of different measurement methods to suppress the influence of self-emission. The visualization of magnetic field is related to the reconstruction of magnetic field. The number of MeV's in use, the spatial distribution of RCF's in use, and the reconstruction of the magnetic field. Re-construction of magnetic field and other measurement contradictions, magnetic field re-construction method

项目成果

レーザー核融合ロケットの原理実証研究

激光聚变火箭原理验证研究

• 发表时间: 2021
• 期刊: J. Plasma Fusion Res.
• 作者: 酒井 政道;吉住 年弘;長谷川繁彦;森田太智
• 通讯作者: 森田太智

Quantitative evaluation of the impulse-bit generated in a magnetic thrust chamber

磁推力室中产生的脉冲位的定量评估

• 发表时间: 2022
• 作者: Taiki Inatomi;Taichi Morita;Naoji Yamamoto;Hideki Nakashima;Tomihiko Kojima;Eisuke Kuramoto;Masaki Ikebe;Atsushi Sunahara;Shinichi Namba;Yoshitaka Mori;Toshiyuki Ise;Kazuhiro Yagi;and Tomoyuki Johzaki
• 通讯作者: and Tomoyuki Johzaki