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高感度マルチパスレーザートムソン散乱法の開発と高速衝撃波に伴う先行輻射現象の解明

开发高灵敏度多通道激光汤姆逊散射方法并阐明与高速冲击波相关的预期辐射现象

基本信息

批准号：
22K04534
负责人：
葛山浩
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Tottori University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

近年の挑戦的な遠方外惑星探査計画において、地球再突入カプセルによるサンプル・リターンが担う役割は大きいが、その突入速度は前例のない15 km/s以上に達する。このような超高速突入では、先行輻射が、衝撃波の前方に予加熱された先行電子を生成し、カプセルの加熱を20 %程度も増加させる可能性（数値予測）がある。この予測を検証するためには、高速衝撃波管実験で先行電子を実測する必要があるが、その密度域に適合する高精度計測法が確立されていない。そこで本研究では、迷光除去機能を有する高感度レーザートムソン散乱（LTS）法を用いて、超高速衝撃波に伴う先行電子の温度・密度を計測し、先行輻射の物理モデルを確立することを目指している。また、超高速衝撃波を地上で再現する装置として、二段隔膜自由ピストン衝撃波管などがあるが、大型装置のため、利用機会が限られる。そこで、超高速衝撃波を簡易に再現できる方法として、パルスレーザーで駆動した爆轟波を提案し、その有用性を実証することも目的の一つである。本年度は、CO2パルスレーザーを用いて、大気圧下でレーザー爆轟波を駆動し、その進展の様子をシャドウグラフ法で可視化して、爆轟波面近傍の発光分光計測とレーザートムソン散乱計測を実施した。分光結果から電子の自由―束縛、自由－自由遷移に起因する強い連続スペクトルが幅広い波長範囲に渡って発生しており、爆轟波面近傍は数万度の高い温度となっていることがわかった。一方で、トムソン散乱光は検出することができず、この電子からの強い連続スペクトルにトムソン散乱光が埋もれている可能性があることがわかった。

The most challenging projects in recent years are the Far Planet Exploration Project and the Earth's Reinvasion Project.サンプル・リターンが大きいが、そのinfiltration speed はprevious example のない15 It can reach speeds above km/s.このようなSuper high-speed intrusionでは, advance radiationが, impact wave frontにpreheatingされた advance electronをgenerationし,カプセルのheatを20 The degree of % increase is the possibility (value prediction).この Prediction and verification, high-speed impulse wave tube and advanced electronic testing It is necessary to establish a high-precision measurement method that is suitable for the density domain and the density domain. This research is based on the fact that the stray light removal function is based on the high-sensitivity Scattering (LTS) method, and the ultra-high speed The impact wave is accompanied by the measurement of the temperature and density of the preceding electrons, and the physical measurement of the preceding radiation is established by the eye finger.また, super high-speed impulse wave above ground reproduction device として, two-stage diaphragm free impulse wave tube などがあるが, large device のため, utilization opportunity limit られる.そこで、Super high speed blast wave をEasy reproduction method できるとして、パルスレーザーでThe motion of the detonation wave is the proposal, and the usefulness of the test is the proof of the purpose. This year's use of CO2, the use of CO2 under high pressure, the detonation wave of large pressure, and the progress of CO2 The ャドウグラフ method is a visualization method, and the detonation wave surface is near the spectroscopic measurement method and the detonation wave surface is scattered and measured. Spectroscopic results: The cause of the free-bound, free-free migration of electrons: The wavelength of the electrons The detonation wave surface is close to the surface, and the temperature is tens of thousands of degrees. The temperature is high and the temperature is high.一方で、トムソン scattered light は検出することができず、この电からの强い连続スペクトルにトムソン scattered light がbury もれているpossibility があることがわかった.