パルスパワー Pulsed Power Technology 高杉 恵一 量子科学フロンティア ２００２年１０月１７日 パルスパワーとは • エネルギーを 時間的・空間的 に圧縮して 瞬時大電力・高エネルギー密度 を発生する 技術・装置 パルスパワーとは （狭義） • パルス圧縮機構を備えたマルクス電源 Pulsed Power Source エネルギー蓄積方式 • 容量蓄積型（Capacitive） … コンデンサー • 誘導蓄積型（Inductive） … コイル • 運動エネルギー（Kinetic） … フライホイール • 化学エネルギー（Chemical） … 火薬・電池 • その他 Martinus Van Marum’s Machine (1790) 5 nF×100＝0.5 mF、60 kV、1 kJ http://chem.ch.huji.ac.il/~eugeniik/history/marum.html 大電力の発生 高電圧化 大電流化 容量型 ⇒ マルクス電源 ⇒ インピーダンス変換 大電流化 高電圧化 誘導型 ⇒ 並列回路 ⇒ 速い Opening Switch 容量蓄積型 （電圧源） 誘導蓄積型 （電流源） Closing Switch Opening Switch 伝送線路 インピーダンス 伝搬速度 同軸線路 インピーダンス 伝搬速度 マルクス電源 長岡技術科学大学 ETIGO II 3 MV、460 kA、50 ns、160 kJ http://etigo.nagaokaut.ac.jp/ プラズマ・オープニング・スイッチ Erosion or Ｊ×Ｂ 熊本大学 ASO-X 180 kV、400 kA、1.33 ms、34.5 kJ http://www.eecs.kumamoto-u.ac.jp/ エネルギーの空間的集約 • レーザー光 マイクロ波 ｝レンズあるいはパラボラで収束 • プラズマフォーカス ー Ｊ×Ｂでポイントピンチ 電磁加速 (Rail Gun) 電磁加速 (Rail Gun) L を単位長さあたりのインダクタンスとすると M(t)=M0 (const) のとき ピンチ現象 Ｚピンチの回路解析 コンデンサーの電圧 積分してインダクタンスが求められる プラズマに入る正味のエネルギーは プラズマが軸対象で一様であれば、その半径は Ｚピンチへのエネルギー入力 Sandia National Laboratory Z accelerator 3 MV、20 MA、11.4 MJ http://www.sandia.gov/ Ｚ装置におけるエネルギー圧縮 Don Cook : Proc. 11th IEEE Int. Pulsed Power Conf.
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