パルスパワー Pulsed Power Technology

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1 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

2 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

3 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

4 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

5 Martinus Van Marum’s Machine (1790)
5 nF×100＝0.5 mF、60 kV、1 kJ

6 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

7 容量蓄積型 （電圧源） 誘導蓄積型 （電流源） Closing Switch Opening Switch

8 伝送線路 インピーダンス 伝搬速度

9 同軸線路 インピーダンス 伝搬速度

10 マルクス電源

11 長岡技術科学大学 ETIGO II 3 MV、460 kA、50 ns、160 kJ

12 プラズマ・オープニング・スイッチ Erosion or Ｊ×Ｂ

13 熊本大学 ASO-X 180 kV、400 kA、1.33 ms、34.5 kJ

14 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

15 電磁加速 (Rail Gun)

16 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

17 ピンチ現象

18 Ｚピンチの回路解析 コンデンサーの電圧

19 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

20 Ｚピンチへのエネルギー入力

21 Sandia National Laboratory
Z accelerator 3 MV、20 MA、11.4 MJ

22 Ｚ装置におけるエネルギー圧縮 Don Cook : Proc. 11th IEEE Int. Pulsed Power Conf.