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
容量型 ⇒ マルクス電源 ⇒ インピーダンス変換 誘導型 ⇒ 並列回路 ⇒ 速い Opening Switch 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 誘導型 ⇒ 並列回路 ⇒ 速い Opening Switch 大電流化 高電圧化
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 プラズマフォーカス ー Ｊ×Ｂでポイントピンチ ｝レンズあるいはパラボラで収束
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.