研究活動情報

• 2024年11月 Ｄivision of Plasma Physics, Association of Asia Pacific Physical Societies, 2024 AAPPS-DPP Poster Prize

  Takeru Furukawa, Yusuke Morishita, Daisuke Kuwahara, Hiromasa Takeno, Shunjiro Shinohara

  共同研究・競争的資金等の業績ID対象リソースIRI


• 2023年11月 Ｄivision of Plasma Physics, Association of Asia Pacific Physical Societies, 2023 AAPPS-DPP Poster Prize

  Takumi SETO, Naomichi EZUMI, Reina MIYAUCHI, Takuma OKAMOTO, Satoshi TAKAHASHI, Kosuke TAKANASHI, Keishi KOUNO, Hiroto KAWAHARA, Mafumi HIRATA, Junko KOHAGURA, Satoshi TOGO, Mizuki SAKAMOTO, Takeru FURUKAWA, Shunjiro SHINOHARA


• 2022年11月 第39回プラズマ核融合学会年会, 若手学会発表賞（学生会員部門、プラズマ基礎）

  瀬戸拓実, 江角直道, 宮内礼那, 重松直希, 岡本拓馬, 髙梨宏介, 髙橋理志, 平田真史, 東郷訓, 坂本瑞樹, 古川武留, 篠原俊二郎


• 2018年11月 Association of Asia Pacific Physical Societies (AAPPS), 2018 AAPPS-DPP Poster Prize

  古川 武留, 志村開智, 桑原大介, 篠原俊二郎

• Dependence of plasma dynamics on the strength of spatiotemporal-changing magnetic field in an RF plasma thruster using rotating magnetic field acceleration method

  Takeru Furukawa, Daisuke Kuwahara, Shunjiro Shinohara

  Abstract The rotating magnetic field (RMF) acceleration method is a newly proposed approach to enhance the performance of electrodeless radio frequency (RF) plasma thruster. In the previous study, electron current drive in the azimuthal direction was observed using the RMF method, which resulted in the electromagnetic force in the presence of a magnetic nozzle. To further optimize the acceleration effect with the RMF method, we investigated the dependence of spatial profiles of plasma parameters and the driven current density on the RMF field strength. We observed a higher azimuthal-current density in plasma compared to the previous campaign. According to spatial electrostatic probe measurements, the ion Mach number spatially increases with the increase in RMF strength. The ion acceleration on the z-axis can result from the presence of spatial convergence of electron pressure due to radial electron transport. Total thrust composed of a static pressure term and electromagnetic force increases with higher RMF strength under the full penetration condition of the RMF. We clarified the strengthening RMF field contributes to the enhancement of the azimuthal current and spatial ion acceleration effect, leading to the thrust increment. These findings, although the thrust performance is not yet at a practical level, hold significant potential for the future optimization of the RMF acceleration method applied to electrodeless RF plasma thrusters.

  IOP Publishing, 2024年12月, Plasma Sources Science and Technology, 33(12) (12), 125010 - 125010, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Influence of cusp-shaped magnetic fields on plasma density and thrust in an RF plasma thruster with a magnetic nozzle

  Takeru Furukawa, Kento Shimasaki, Satoshi Nakamoto, Hiromasa Takeno

  In a radiofrequency (RF) plasma thruster device utilizing a cusp-shaped magnetic field, we investigate the dependence of plasma parameters on operational conditions. Among the conditions, this study focused on the cusp-field condition and found that the axial profiles of the plasma parameters vary depending on the field conditions. The plasma density profile is affected by the distance between the cusp point and the position of the RF antenna. When the cusp strength increases, the cusp condition enhances plasma density and the total thrust, which is the sum of the thrust components of the electron static pressure and diamagnetic current. We propose an ideal cusp point concerning the antenna position for optimal performance in the thruster device. This paper highlights how cusp-shaped magnetic fields influence electron dynamics as an operational index of the RF plasma thruster with a magnetic nozzle.

  AIP Publishing, 2024年11月, Physics of Plasmas, 31(11) (11), パスワードが無い

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

  添付ファイルのURL神戸大学リポジトリ（Kernel）へのリンク


• Effect of the magnetic field strength on the argon plasma characteristics of a helicon plasma source with a two-turn flat-loop antenna

  Takumi Seto, Naomichi Ezumi, Reina Miyauchi, Takuma Okamoto, Satoshi Takahashi, Kosuke Takanashi, Keishi Kouno, Hiroto Kawahara, Mafumi Hirata, Junko Kohagura, Satoshi Togo, Mizuki Sakamoto, Takeru Furukawa, Shunjiro Shinohara

  New plasma applications in advanced fields, such as fundamental nuclear fusion research, require high-density, large-diameter plasma with a strong and non-uniform magnetic field. A helicon plasma (HP) source using a flat-type antenna is expected to be one of the promising methods for such applications. In this study, we developed an HP source with a two-turn flat-loop antenna connected to a 30 kW radio frequency power supply in the Compact Test Plasma device. In the argon plasma generation experiment with various magnetic fields, HP generation was observed for the first time in this device. The electron density was calculated from the dispersion relation with the magnetic field strength at 45 cm from the antenna surface, assuming a fundamental radial mode and an azimuthal mode of $m=0$ . The electron density expected from the experimental result was approximately in the same range as the calculation result by a factor of 2.3 to 3.5. In addition, the magnetic field strength and shape around the antenna are important factors in the plasma properties. This plasma source has been installed in the pilot GAMMA PDX-SC, which is under development for nuclear plasma research, and it contributes to the study of the HP generation process.

  Cambridge University Press (CUP), 2024年08月, Journal of Plasma Physics, 90(4) (4)

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Ion acceleration in expanding plasma in small radio frequency plasma thruster with a magnetic cusp

  Takeru Furukawa, Hiroto Aoyagi, Yuya Oshio, Hiroyuki Nishida

  Ambipolar electric field is formed in the expanding plasma of the small radio frequency plasma thruster using a cusp-shaped magnetic field. A highly energized group of ion energy distribution function is observed in the z-direction, indicating the presence of axial ion acceleration downstream the magnetic nozzle owing to the electric field. The mean velocity profile of the beam ions along the z axis is evaluated using the energy distribution functions along the z axis. The high axial ion velocity profile stretches downstream, although the evaluated dimensionless velocity profile is lower than that calculated using quasi-one-dimensional models. It is suggested that ion momentum loss can result from ion-neutral collision, leading to beam divergence in the magnetic nozzle of the proposed small thruster.

  AIP Publishing, 2023年11月, Applied Physics Letters, 123(22) (22), 224101-1 - 224101-5, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Examination of Efficiency Dependence on Deceleration Voltage in a Traveling Wave Direct Energy Converter Simulator

  Hiromasa TAKENO, Kazuhiro SHIBATA, Satoshi NAKAMOTO, Takeru FURUKAWA, Yousuke NAKASHIMA

  Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research, 2023年06月, Plasma and Fusion Research, 18, 2405053-1 - 2405053-5, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Initial Properties of Steady State RF Plasma Source by Two Turn Flat Loop Antenna for DEMO Relevant Divertor Simulation Experiment

  Takumi SETO, Naomichi EZUMI, Reina MIYAUCHI, Naoki SHIGEMATSU, Takuma OKAMOTO, Satoshi TAKAHASHI, Kosuke TAKANASHI, Mafumi HIRATA, Satoshi TOGO, Mizuki SAKAMOTO, Takeru FURUKAWA, Shunjiro SHINOHARA

  Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research, 2023年06月, Plasma and Fusion Research, 18, 2401054-1 - 2401054-5, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Convergent neutral gas injection using supersonic gas puffing (SSGP) method for propellant feeding system in RF electric propulsion

  Takeru Furukawa, Yuichi Ishigami, Daisuke Kuwahara, Jyunichi Miyazawa, Shunjiro Shinohara

  A convergent gas feeding method is proposed to alleviate neutral gas depletion near the central plasma region in typical electrodeless radio-frequency (RF)/helicon plasma thrusters. To achieve further performance improvement, the SuperSonic Gas Puffing (SSGP) system is one of the methods that is expected to overcome the above-mentioned depletion and the density limit. This study discovered that the spatiotemporal profiles of the neutral pressure and the estimated gas diffusion angle vary depending on the SSGP gas feeding condition, i.e., the nozzle size, filling pressure, and the valve opening time. Convergent gas feeding is successfully conducted using the SSGP method in a vacuum. As a preliminary study, high-density plasma is also obtained in the vicinity of the gas injection region using the developed SSGP system. The effects of the gas feeding position and an external divergent magnetic field on the plasma density are investigated. A suitable gas feeding position/region exists for plasma generation using the RF/helicon plasma thruster.

  AIP Publishing, 2022年08月, Review of Scientific Instruments, 93(8) (8), 083501 - 083501, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Measurement of plasma flow and electron energy probability function in radio frequency plasma thruster with a magnetic cusp

  T. Furukawa, Y. Yarita, H. Aoyagi, H. Nishida

  The use of a cusp magnetic field is studied to improve the thrust performance of small electrodeless radio frequency (RF) plasma thrusters based on a theoretical analysis of a magnetized inductively coupled plasma. In this type of thruster, electrons play a critical role in determining the thrust performance. The electron energy probability function (EEPF) and two-dimensional profiles of the plasma parameters in the cusp-type magnetic field RF thruster are investigated to characterize the plasma flow. Non-Maxwellian EEPFs were obtained, which correspond to the pressure and plasma potential profiles in the plasma plume. In addition, the axial ion velocity was measured, and the presence of ion flux in the downstream direction is revealed, indicating ideal ion acceleration.

  AIP Publishing, 2022年05月, Journal of Applied Physics, 131(17) (17), 173302 - 173302, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Numerical analysis of RF discharge in a nonuniform magnetic field

  Xiang Ma, Hiroyuki Nishida, Yuya Oshio, Takeru Furukawa

  2022年02月, Journal of Applied Physics, 131(8) (8), 083302 - 083302, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Spatial characteristics of rotating magnetic field (RMF) plasma acceleration method in open magnetic field configuration under partial RMF penetration

  T. Furukawa, D. Kuwahara, S. Shinohara

  AIP Publishing, 2021年07月, Physics of Plasmas, 28(7) (7), 073507 - 073507, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Electrodeless Plasma Propulsion with Electromagnetic Acceleration Effect by Using Rotating Magnetic Field Current Drive Method

  Takeru Furukawa, Daisuke Kuwahara, Shunjiro Shinohara

  American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2020年08月, AIAA Propulsion and Energy 2020 Forum, 英語

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Plasma Fluid Simulation of RF Discharge in Non-Uniform Magnetic Field for RF Plasma Thruster

  Xiang Ma, Takeru Furukawa, Yuya Oshio, Hiroyuki Nishida

  American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2020年08月, AIAA Propulsion and Energy 2020 Forum, 英語

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Characteristics of Traveling Magnetic Field Acceleration for Electrodeless RF Plasma Thruster

  Yuya Oshio, Seia Ogasawara, Takeru Furukawa, Hiroyuki Nishida

  American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2020年08月, AIAA Propulsion and Energy 2020 Forum, 英語

  研究論文（国際会議プロシーディングス）


• Verification of azimuthal current generation employing a rotating magnetic field plasma acceleration method in an open magnetic field configuration

  T. Furukawa, K. Shimura, D. Kuwahara, S. Shinohara

  2019年03月, Physics of Plasmas, 26(3) (3), 033505 - 033505, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Development of featured high-density helicon sources and their application to electrodeless plasma thruster

  Shunjiro Shinohara, Daisuke Kuwahara, Takeru Furukawa, Shuichi Nishimura, Tomoya Yamase, Yuichi Ishigami, Hirotaka Horita, Akihiko Igarashi, Shinichi Nishimoto

  2019年01月, Plasma Physics and Controlled Fusion, 61(1) (1), 014017 - 014017, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Spatial measurement in rotating magnetic field plasma acceleration method by using two-dimensional scanning instrument and thrust stand

  T. Furukawa, K. Takizawa, K. Yano, D. Kuwahara, S. Shinohara

  2018年04月, Review of Scientific Instruments, 89(4) (4), 043505 - 043505, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Electrodeless plasma acceleration system using rotating magnetic field method

  T. Furukawa, K. Takizawa, D. Kuwahara, S. Shinohara

  2017年11月, AIP ADVANCES, 7(11) (11), 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Study on electromagnetic plasma propulsion using rotating magnetic field acceleration scheme

  T. Furukawa, K. Takizawa, D. Kuwahara, S. Shinohara

  2017年04月, PHYSICS OF PLASMAS, 24(4) (4), 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

• 次世代電気推進機 （磁気ノズル型スラスタ、回転磁場による追加速）

  高橋和貴, 古川武留

  2023年10月, プラズマ核融合学会誌, 99(10) (10), 449 - 455, 日本語, jspf2023_10-449.pdf, パスワードが無い

  記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）

  添付ファイルのURL


• 無電極電磁加速型スラスタの電磁加速力増強の検証

  古川武留, 東林泰佑, 桑原大介, 西田浩之, 篠原俊二郎

  2021年11月, 第65回宇宙科学技術連合講演会, 日本語, Paper_Sample65-1_農工大古川_ver.3.2.pdf, プレプリント・著者最終稿, パスワードがあり

  研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）

  添付ファイルのURL


• RMF加速法をもちいた無電極RF電気推進のRMF回転周波数依存検証

  古川武留, 桑原大介, 篠原俊二郎

  2020年10月, 第64回宇宙科学技術連合講演会電気推進・先端推進部門企画OS18「波動推進および将来型宇宙推進（4）」, 日本語, 4_Paper_Sample63m_TFurukawa2020_ver.2.pdf, プレプリント・著者最終稿, パスワードがあり

  研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）

  添付ファイルのURL


• RMF 追加速法を用いたRF 無電極プラズマ推進

  古川武留, 志村開智, 桑原大介, 篠原俊二郎

  2019年11月, 第63回宇宙科学技術連合講演会 電気推進・先端推進部門企画OS-07-2「高エネルギー電磁波の宇宙推進への応用」, 日本語, 2_Paper_Sample63m_TFurukawa.pdf, プレプリント・著者最終稿, パスワードがあり

  研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）

  添付ファイルのURL


• Electrodeless Helicon Plasma Thruster Employing Additional Electromagnetic Acceleration Methods

  Takeru Furukawa, Kaichi Shimura, Syuhei Yamamura, Koji Hachisu, Daisuke Kuwahara, S. Shinohara

  2019年09月, The 36th International Electric Propulsion Conference (IEPC), 英語, 3_IEPC2019_Furukawa198.pdf, プレプリント・著者最終稿, パスワードが無い

  研究発表ペーパー・要旨（国際会議）

  添付ファイルのURL


• Two Dimensional Characteristics of Electromagnetic Plasma Acceleration by Using Rotating Magnetic Field

  T. Furukawa, K. Takizawa, D. Kuwahara, S. Shinohara

  2017年10月, The 35th International Electric Propulsion Conference (IEPC), 英語, 2_20170921_iepc_paper_furukawa1.3 (1).pdf, プレプリント・著者最終稿, パスワードが無い

  研究発表ペーパー・要旨（国際会議）

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• Parameter Survey on Rotating Magnetic Field Acceleration Method

  Takeru Furukawa

  2017年06月, 31st International symposium on Space Technology and Science (ISTS), 英語, 1_20170414_ISTS2017_student session_M1古川final.pdf, プレプリント・著者最終稿, パスワードがあり

  研究発表ペーパー・要旨（国際会議）

  添付ファイルのURL

• 低アスペクト比大口径高周波プラズマ源における電力依存性

  細田理矩, 神内啓伍, 古川武留, 竹野裕正

  神戸大学研究基盤センター・若手フロンティア研究会2024, 2024年12月, 日本語

  ポスター発表


• コイル電流形成カスプ磁場による熱負荷低減の模擬実験

  菊池優, 菅野浩史, 中本聡, 古川武留, 竹野裕正

  第41回プラズマ核融合学会年会, 2024年11月, 日本語

  ポスター発表


• 二次電子捕集型直接エネルギー変換器のエネルギー回収における カスプ磁場によるエネルギースペクトル変化

  菅野浩史, 岡野滉也, 中本聡, 古川武留, 竹野裕正, 谷池晃, 金崎真聡

  第41回プラズマ核融合学会年会, 2024年11月, 日本語

  ポスター発表


• 二次電子放出型エネルギー回収法におけるコイル電流形成カスプ磁場の適用

  岡野滉也, 菅野浩史, 中本聡, 古川武留, 竹野裕正, 谷池晃, 金崎真聡

  第41回プラズマ核融合学会年会, 2024年11月, 日本語

  ポスター発表


• ヘリウム 3 燃料核融合直接発電における熱化イオンの 分離軌道分析のための電極設計と模擬実験

  清水悠真, 竹野裕正, 中本聡, 古川武留

  第41回プラズマ核融合学会年会, 2024年11月, 日本語

  ポスター発表


• 回転磁場法を用いた小型磁気ノズル型スラスタにおける プラズマ加速効果の評価

  桑原隆尚, 森下優佑, 竹野裕正, 古川武留

  第41回プラズマ核融合学会年会, 2024年11月, 日本語

  ポスター発表


• プラズマ流の磁気ノズル部における回転磁場による密度変化

  古川武留, 桑原大介, 篠原俊二郎

  第41回プラズマ核融合学会年会, 2024年11月, 日本語

  ポスター発表


• Pilot GAMMA PDX-SCにおける大口径プラズマ生成に向けた ヘリコン波プラズマ源の径方向分布特性評価

  瀬戸拓実, 江角直道, 宮内礼那, 木梨裕太, 岡本拓馬, 舛矢智温, 平田真史, 小波蔵純子, 吉川正志, 東郷訓, 坂本瑞樹, 古川武留, 篠原俊二郎

  第41回プラズマ・核融合学会年会, 2024年11月, 日本語

  ポスター発表


• 低アスペクト比大口径高周波プラズマ源における高密度化の検討

  細田理矩, 神内啓伍, 古川武留, 竹野裕正, 篠原俊二郎

  第41回 プラズマ・核融合学会 年会, 2024年11月, 日本語

  ポスター発表


• 小型無電極回転磁場加速型スラスタにおける 回転磁場周波数がプラズマ流に与える影響評価

  森下優佑, 桑原隆尚, 竹野裕正, 古川武留

  第68回宇宙科学技術連合講演会, 2024年11月, 日本語

  ポスター発表


• Dependence of electromagnetic acceleration on strength of rotating magnetic field in additional plasma acceleration under a magnetic nozzle

  Takeru Furukawa, Daisuke Kuwahara, Shunjiro Shinohara

  8th Asia-Pacific Conference on Plasma Physics, 2024年11月, 英語

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• Development of a Small RF Plasma Thruster Using Rotating Magnetic Field Plasma Acceleration Method

  Takeru Furukawa, Yusuke Morishita, Daisuke Kuwahara, Hiromasa Takeno, Shunjiro Shinohara

  8th Asia-Pacific Conference on Plasma Physics, 2024年11月, 英語

  ポスター発表


• Pilot GAMMA PDX-SCにおけるフラットループアンテナを用いたヘリコン波プラズマ源の大電力放電特性

  瀬戸拓実, 江角直道, 平田真史, 宮内礼那, 木梨裕太, 岡本拓馬, 髙橋理志, 河原大翔, 河野恵士, バッタライ大, 市川遙, 仙北裕己, 姫野凌河, 舛矢智温, 東郷訓, 小波蔵純子, 吉川正志, 坂本瑞樹, 古川武留, 篠原俊二郎

  第15回核融合エネルギー連合講演会, 2024年06月, 日本語

  ポスター発表


• 二次電子放出を利用した高速イオンからのエネルギー回収におけるカスプ磁場の導入III

  岡野滉也, 清水龍大, 久保田七音, 菅野浩史, 中本聡, 古川武留, 竹野裕正, 谷池晃, 金崎真聡

  神戸大学研究基盤センター・若手フロンティア研究会, 2023年12月, 日本語

  ポスター発表


• ヘリウム3燃料核融合直接発電模擬実験における高速イオンの径方向散乱についての研究

  中西快, 中本聡, 古川武留, 竹野裕正, 宮澤順一, 後藤拓也

  第40回プラズマ・核融合学会年会, 2023年11月, 日本語

  ポスター発表


• ヘリウム３燃料核融合直接発電における熱化イオンの分離軌道解析のための模擬実験

  清水悠真, 中西快, 竹野裕正, 中本聡, 古川武留, 宮澤順一, 後藤拓也

  第40回プラズマ・核融合学会年会, 2023年11月, 日本語

  ポスター発表


• 永久磁石のカスプ磁場による電位非制御プラズマの熱負荷低減実験

  渋谷正樹, 菅野浩史, 古川武留, 中本聡, 竹野裕正, 松浦寛人, 中嶋洋輔, 平田真史

  第40回プラズマ・核融合学会年会, 2023年11月, 日本語

  ポスター発表


• 二次電子放出を利用した高速イオンからのエネルギー回収におけるカスプ磁場による二次電子捕集量向上に関する研究III

  清水龍大, 中本聡, 古川武留, 竹野裕正, 谷池晃, 金崎真聡

  第40回プラズマ・核融合学会年会, 2023年11月, 日本語

  ポスター発表


• スパイラルアンテナを用いた低アスペクト大口径ヘリコンプラズマ源の設計開発

  細田理矩, 古川武留, 竹野裕正

  第40回プラズマ・核融合学会年会, 2023年11月, 日本語

  ポスター発表


• 回転磁場法を用いた小型磁気ノズル型スラスタ模擬装置におけるプラズマ流計測

  古川武留, 森下優佑, 桑原大介, 竹野裕正, 篠原俊二郎

  第40回プラズマ・核融合学会年会, 2023年11月, 日本語

  ポスター発表


• Pilot GAMMA PDX-SCにおける大口径高密度水素プラズマの生成にむけた ヘリコン波プラズマ源開発の進展

  瀬戸拓実, 江角直道, 宮内礼那, 木梨裕太, 岡本拓馬, 髙橋理志, 髙梨宏介, 小澤宇旦, 河原大翔, 河野恵士, バッタライ大, 平田真史, 東郷訓, 小波蔵純子, 吉川正志, 市村真, 中嶋洋輔, 坂本瑞樹, 古川武留, 篠原俊二郎

  第40回プラズマ核融合学会年会, 2023年11月, 日本語

  ポスター発表


• Measurement of heat quantity incident into a bias-type calorimeter for divertor thermal load reduction by direct energy conversion

  H. Kanno, M. Shibuya, S. Nakamoto, T. Furukawa, H. Takeno, H. Matsuura, Y. Nakashima, M. Hirata

  7 th Asia-Pacific Conference on Plasma Physics, 2023年11月, 英語

  ポスター発表


• Current Status of Development of High-Density Radio Frequency Plasma Source with Flat Loop Antennas for Pilot GAMMA PDX-SC

  Takumi SETO, Naomichi EZUMI, Reina MIYAUCHI, Takuma OKAMOTO, Satoshi TAKAHASHI, Kosuke TAKANASHI, Keishi KONO, Hiroto Kawahara, Mafumi HIRATA, Satoshi TOGO, Mizuki SAKAMOTO, Takeru FURUKAWA, Shunjiro SHINOHARA

  7th Asia-Pacific Conference on Plasma Physics, 2023年11月, 英語

  ポスター発表


• Evaluation of Plasma Flow and Acceleration Effect Using Rotating Magnetic Field Current Driving Method in Magnetic Nozzle

  Takeru Furukawa, Daisuke Kuwahara, Shunjiro Shinohara

  65th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics, 2023年11月, 英語

  ポスター発表


• 磁気ノズルスラスタ模擬装置におけるプラズマ流特性評価

  嶋﨑健人, 中本聡, 古川武留, 竹野裕正

  第67回宇宙科学技術連合講演会, 2023年10月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Influence of Magnetic Field Configuration on Helicon Plasma Discharge Using Flat Loop Antennas

  Takumi SETO, Naomichi EZUMI, Reina MIYAUCHI, Takuma OKAMOTO, Satoshi TAKAHASHI, Kosuke TAKANASHI, Keishi KOUNO, Hiroto KAWAHARA, Mafumi HIRATA, Junko KOHAGURA, Satoshi TOGO, Mizuki SAKAMOTO, Takeru FURUKAWA, Shunjiro SHINOHARA

  2nd international fusion and plasma conference & 13th international conference on open magnetic systems for plasma confinement (IFPC&OS2023), 2023年08月, 英語

  ポスター発表


• Evaluation of Electron Energy Probability Function in an RF Plasma Thruster Using a Single Helical Antenna

  Riko YAMAMOTO, Satoshi NAKAMOTO, Takeru FURUKAWA, Hiromasa TAKENO

  The 11th Asian Joint Conference on Propulsion and Power, 2023年03月, 英語

  口頭発表（一般）


• 単一ヘリカルアンテナ型電気推進エンジン模擬実験装置におけるプラズマ流内の電子エネルギー評価に関する研究

  山本莉子, 森脇真大, 古川武留, 竹野裕正

  令和4年度電気学会関西連合大会, 2022年11月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 回転磁場プラズマ加速を用いた無電極電気推進におけるイオン流速評価

  古川武留, 桑原大介, 篠原俊二郎

  プラズマ・核融合学会第39回年会, 2022年11月, 日本語

  ポスター発表


• 二次電子放出を利用した高速イオンからのエネルギー回収におけるカスプ磁場による二次電子捕集量向上に関する研究II

  清水龍大, 中本聡, 古川武留, 竹野裕正, 古山雄一, 谷池晃

  プラズマ・核融合学会第39回年会, 2022年11月, 日本語

  ポスター発表


• ヘリウム3燃料核融合直接発電におけるイオン-イオン分離の模擬実験II

  中西快, 中本聡, 古川武留, 竹野裕正, 宮澤順一, 後藤拓也

  プラズマ・核融合学会第39回年会, 2022年11月, 日本語


• ダイバータ熱負荷低減模擬実験のためのバイアス型カロリーメータによる熱量測定II

  渋谷正樹, 菅野浩史, 古川武留, 中本聡, 竹野裕正, 松浦寛人, 中嶋洋輔, 平田真史

  プラズマ・核融合学会第39回年会, 2022年11月, 日本語

  ポスター発表


• 原型炉ダイバータプラズマ模擬に向けた、２ターンフラットループアンテナによる定常高密度ヘリコンプラズマの生成と特性評価

  瀬戸拓実, 江角直道, 宮内礼那, 重松直希, 岡本拓馬, 髙梨宏介, 髙橋理志, 平田真史, 東郷訓, 坂本瑞樹, 古川武留, 篠原俊二郎

  プラズマ・核融合学会第39回年会, 2022年11月, 日本語

  ポスター発表


• Investigation of ion acceleration in electrodeless plasma thruster using rotating magnetic field acceleration method

  Takeru Furukawa, Daisuke Kuwahara, Shunjiro Shinohara

  The 31st International Toki Conference on Plasma and Fusion Research, 2022年11月, 英語

  ポスター発表


• Development of Steady State HighDensity Helicon Plasma Source with 2- turn Flat Loop Antenna for DEMO Divertor Simulation Experiment

  T. Seto, N. Ezumi, R. Miyauchi, N. Shigematsu, T. Okamoto, S. Takahashi, K. Takanashi, M. Hirata, S. Togo, M. Sakamoto, T. Furukawa, S. Shinohara

  The 31st International Toki Conference on Plasma and Fusion Research, 2022年11月, 英語

  ポスター発表


• Analysis of deterioration of particle separation performance in a cusp-type direct energy converter simulator

  T. Kunisada, K. Ibata, R. Nakaya, S. Nakamoto, T. Furukawa, H. Takeno

  The 31st International Toki Conference on Plasma and Fusion Research, 2022年11月, 英語

  ポスター発表


• Efficiency dependence on deceleration voltage in a simulation experiment of traveling wave direct energy converter

  H. Takeno, K. Shibata, S. Nakamoto, T. Furukawa, Y. Nakashima

  The 31st International Toki Conference on Plasma and Fusion Research, 2022年11月, 英語

  ポスター発表


• Heat quantity measurement for a simulation experiment of divertor thermal load reduction by direct energy conversion

  H. Kanno, M. Shibuya, T. Furukawa, S. Nakamoto, H. Takeno, H. Matsuura, Y. Nakashima, M. Hirata

  The 31st International Toki Conference on Plasma and Fusion Research, 2022年11月, 英語

  ポスター発表


• リング型永久磁石のカスプ磁場によるダイバータ熱負荷低減模擬実験II

  菅野浩史, 岸本大輝, 渋谷正樹, 古川武留, 中本聡, 竹野裕正, 松浦寛人, 中嶋洋輔, 平田真史

  第14回核融合エネルギー連合講演会, 2022年07月, 日本語

  ポスター発表


• Ion Flow Velocimetry in Radio Frequency Plasma Thruster Using Additional Rotating Magnetic Field Acceleration Method

  古川武留, 桑原大介, 篠原俊二郎

  International Electric Propulsion Conference 2022, 2022年06月, 英語

  口頭発表（一般）


• フラットループアンテナを用いた 定常高密度ヘリコンプラズマ源の低電力試験

  瀬戸拓実, 近藤綾音, 江角直道, 平田真史, 東郷訓, 坂本瑞樹, 古川武留, 篠原俊二郎

  2022年 第69回 応用物理学会春季学術講演会, 2022年03月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Dependence of Electromagnetic Force on Applied Current in Electrodeless Plasma Thruster Using m = 0 Half-cycle Acceleration Method

  古川武留, 東林泰佑, 桑原大介, 西田浩之, 篠原俊二郎

  33rd ISTS, 10th NSAT & 14th IAA LCPM, 2022年03月, 英語

  口頭発表（一般）


• Numerical analysis on effect of magnetic cusp on discharge characteristic in RF plasma thruster

  馬祥, 古川武留, 西田浩之

  33rd ISTS, 10th NSAT & 14th IAA LCPM, 2022年03月, 英語

  口頭発表（一般）


• カスプ磁場型無電極RFプラズマスラスタにおいて放電管径が推進性能に及ぼす影響

  青柳尋人, 板垣朱莉, 古川武留, 西田浩之

  令和3年度宇宙輸送シンポジウム, 2022年01月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Feedback Control of Flow Separation over Airfoil with Deep Reinforcement Learning in Numerical Simulation

  Naoki Takada, Tatsumasa Ishikawa, Takeru Furukawa, Hiroyuki Nishida

  AIAA SCITECH 2022 Forum, 2022年01月, 英語

  口頭発表（一般）


• m＝0半周期加速法を使用した無電極電気推進機の電磁加速効果の検証

  古川武留, 東林泰佑, 桑原大介, 西田浩之, 篠原俊二郎

  第38回プラズマ・核融合学会年会, 2021年11月, 日本語

  ポスター発表


• 定常高密度ダイバータ模擬プラズマ生成に向けたフラットループアンテナを用いた高周波プラズマ源の開発

  瀬戸拓実, 江角直道, 近藤綾音, 杉山吏作, 蒲生宙樹, 重松直希, 坂本瑞樹, 平田真史, 東郷訓, 篠原俊二郎, 古川武留

  第38回プラズマ・核融合学会年会, 2021年11月, 日本語

  ポスター発表


• 超音速ガスパフによる中性粒子ビームの生成と評価法開発

  桑原大介, 古川武留, 宮澤順一, 服部公央亮, 中嶋洋介, 篠原俊二郎

  第38回プラズマ・核融合学会年会, 2021年11月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Spatial Profiles of Ion Flow Accelerated by Using Electromagnetic Plasma Acceleration Method in Electrodeless RF Plasma Thruster

  T. Furukawa, D. Kuwahara, S. Shinohara

  63rd Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics, 2021年11月, 英語

  ポスター発表


• 無電極電磁加速型スラスタの電磁加速力増強調査

  古川武留, 東林泰佑, 桑原大介, 西田浩之, 篠原俊二郎

  第65回宇宙科学連合講演会, 2021年11月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Generation and measurement methods for neutral gas beam using supersonic gas puffing

  D. Kuwahara, T. Furukawa, J. Miyazawa, K. Hattori, Y. Nakashima, S. Shinohara

  5th Asia-Pacific Conference on Plasma Physics, 2021年10月, 英語

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• DBDプラズマアクチュエータのBOS計測に向けた壁面および背景画像の歪みの影響の研究

  金子泰, 西田浩之, 古川武留, 田川義之

  第53回流力講演会, 2021年07月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 超音速ガスパフによる高周波プラズマの生成

  桑原大介, 古川武留, 石上雄一, 宮澤順一, 篠原俊二郎

  令和２年度 宇宙輸送シンポジウム, 2021年01月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 無電極回転磁場法における回転磁場周波数がプラズマ加速に与える影響調査

  古川武留, 桑原大介, 篠原俊二郎

  令和２年度 宇宙輸送シンポジウム, 2021年01月, 日本語

  口頭発表（一般）


• プラズマアクチュエータを用いた角柱の交流制御において前縁および後縁形状が及ぼす影響

  関根立弓, 西田浩之, 古川武留, 関希美

  第34回数値流体力学シンポジウム, 2020年12月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 無電極回転磁場加速法による電磁加速効果の回転周波数依存性検証

  古川武留, 桑原大介, 篠原俊二郎

  第37回プラズマ・核融合学会 年会, 2020年12月, 英語

  ポスター発表


• 2D Spatial Profiles of Ion Velocity Distribution Functions in Rotating Magnetic Field Plasma Acceleration Method

  T. Furukawa, D. Kuwahara, S. Shinohara

  62nd Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics, Virtual DPP meeting, 2020年11月, 英語

  ポスター発表


• Study of advanced gas feeding methods for radio-frequency plasma thruster

  D. Kuwahara, Y. Ishigami, T. Furukawa, J. Miyazawa, T. Mutoh, S. Shinohara

  4th Asia-Pacific Conference on Plasma Physics, 2020年10月, 英語

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• Experimental Study of Additional Plasma Acceleration Method Using Rotating Magnetic Field in Electrodeless Plasma Propulsion

  T. Furukawa, D. Kuwahara, S. Shinohara

  4th Asia-Pacific Conference on Plasma Physics, 2020年10月, 英語

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• カスプ磁場型RFプラズマスラスタにおける排気プラズマ流のイオンエネルギー分布計測

  青柳尋人, 志村開智, 古川武留, 大塩裕哉, 西田浩之

  第64回宇宙科学技術連合講演会, 2020年10月, 日本語

  口頭発表（一般）


• RMF加速法をもちいた無電極RF電気推進のRMF回転周波数依存性調査

  古川武留, 桑原大介, 篠原俊二郎

  第64回宇宙科学技術連合講演会, 2020年10月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Characteristics of Traveling Magnetic Field Acceleration for Electrodeless RF Plasma Thruster

  大塩裕哉, 小笠原世亜, 古川武留, 西田浩之

  AIAA Propulsion and Energy 2020 Forum, 2020年08月, 英語

  口頭発表（一般）


• Electrodeless Plasma Propulsion with Electromagnetic Acceleration Effect by Using Rotating Magnetic Field Current Drive Method

  古川武留, 桑原大介, 篠原俊二郎

  AIAA Propulsion and Energy 2020 Forum, 2020年08月, 英語

  口頭発表（一般）


• Plasma Fluid Simulation of RF Discharge in Non-Uniform Magnetic Field for RF Plasma Thruster

  馬祥, 古川武留, 大塩裕哉, 西田浩之

  AIAA Propulsion and Energy 2020 Forum, 2020年08月, 英語

  口頭発表（一般）


• 無電極rfプラズマスラスタにおける回転磁場加速への印加周波数の影響

  古川 武留, 桑原 大介, 篠原 俊二郎

  令和元年度 宇宙輸送シンポジウム, 2020年01月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 無電極RFプラズマスラスタのアンテナとカスプ磁場配位がプラズマ特性に与える影響

  志村開智, 古川 武留, 大塩裕哉, 西田浩之

  令和元年度 宇宙輸送シンポジウム, 2020年01月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 非一様磁場型RFプラズマスラスタの磁場強度がプラズマ流に与える影響

  松島和孝, 大塩裕哉, 古川武留, 西田浩之

  令和元年度 宇宙輸送シンポジウム, 2020年01月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 高周波プラズマスラスターにおける中性粒子供給位置の検討

  桑原大介, 古川武留, 石上雄一, 篠原俊二郎

  第36回プラズマ・核融合学会 年会, 2019年12月, 日本語, 国内会議

  ポスター発表


• 回転磁場加速法における時間変動磁場強度依存性調査

  古川武留, 桑原大介, 篠原俊二郎

  第36回プラズマ・核融合学会 年会, 2019年11月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• 非一様磁場形状を用いた無電極RFプラズマスラスタのプラズマ特性

  志村開智, 古川武留, 大塩裕哉, 西田浩之

  第36回プラズマ・核融合学会 年会, 2019年11月, 日本語, 国内会議

  ポスター発表


• カスプ磁場型RFプラズマスラスタにおけるアンテナ位置がRF放電特性に与える影響

  馬祥, 古川武留, 大塩裕哉, 西田浩之

  第33回数値流体力学シンポジウム, 2019年11月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• 電気推進機の長寿命化を目指した無電極RFプラズマスラスタの研究開発

  古川武留, 小笠原世亜, 志村開智, 松島和孝, 大塩祐哉, 桑原大介, 西田浩之, 篠原俊二郎

  第5回宇宙太陽発電シンポジウム, 2019年11月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• 非一様磁場型無電極RFプラズマスラスタの排気プラズマ計測と性能評価

  志村開智, 松島和孝, 古川武留, 大塩裕哉, 西田浩之

  第63回宇宙科学技術連合講演会, 2019年11月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（招待・特別）


• RMF追加速法を用いたRF無電極プラズマ推進

  古川武留, 志村開智, 桑原大介, 篠原俊二郎

  第63回宇宙科学技術連合講演会, 2019年11月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（招待・特別）


• Helicon Plasma Thruster Employing Rotating Magnetic Field Plasma Acceleration Method

  T. Furukawa, D. Kuwahara, S. Shinohara

  61st Annual Meeting of the APS (American Physical Society) Division of Plasma Physics 2019,, 2019年10月, 英語, 国際会議

  ポスター発表


• Electrodeless Helicon Plasma Thruster Employing Additional Electromagnetic Acceleration Methods

  T. Furukawa, K. Shimura, S. Yamamura, K. Hachisu, D. Kuwahara, S. Shunjiro

  The 36th International Electric Propulsion Conference (IEPC), 2019年09月, 英語, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Studies on Helicon Plasma Thruster and Measurement Methods

  D. Kuwahara, T. Furukawa, K. Amma, Y. Ishigami, H. Horita, S. Shinohara

  The 36th International Electric Propulsion Conference (IEPC), 2019年09月, 英語, 国際会議

  ポスター発表


• Estimation of electromagnetic force in electrodeelss plasma acceleration employing RMF method

  古川武留, 志村開智, 桑原大介, 篠原俊二郎

  平成 30 年度宇宙輸送シンポジウム 非化学推進部門, 2019年01月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• Estimation of Plasma Acceleration in Rotating Magnetic Field Method

  古川武留, 志村開智, 桑原大介, 篠原俊二郎

  第35回プラズマ・核融合学会 年会, 2018年12月, 日本語, 国内会議

  ポスター発表


• Measurement of Azimuthal Current in Rotating Magnetic Field Plasma Acceleration Method

  T. Furukawa, K. Shimura, D. Kuwahara, S. Shinohara

  The 27th Toki Conference on Plasma and Fusion Research & The 13th Asia Pacific Plasma Theory Conference, 2018年11月, 英語, 国際会議

  ポスター発表


• Study on Helicon Plasma Thruster using Internal Gas Feeding Method

  D. Kuwahara, T. Furukawa, Y. Ishigami, J. Miyazawa, T. Mutoh, S. Shinohara

  2nd Asia-Pacific Conference on Plasma Physics (AAPPS-DPP 2018), 2018年11月, 英語, 国際会議

  口頭発表（一般）


• High-Dense, Helicon Plasma Acceleration Using Rotating Magnetic Field Method

  T. Furukawa, K. Shimura, D. Kuwahara, S. Shinohara

  2nd Asia-Pacific Conference on Plasma Physics (AAPPS-DPP 2018), 2018年11月, 英語, 国際会議

  ポスター発表


• Spatially Excited Magnetic Field Profiles in Rotating Magnetic Field Plasma Acceleration Scheme

  T. Furukawa, K. Shimura, D. Kuwahara, S. Shinohara

  60th Annual Meeting of the APS (American Physical Society) Division of Plasma Physics 2018, 2018年11月, 英語, 国際会議

  ポスター発表


• Spatial Magnetic Field Measurement in Electrodeless Plasma Propulsion Scheme Using Rotating Magnetic Field

  T. Furukawa, K. Shimura, D. Kuwahara, S. Shinohara

  19th International Congress on Plasma Physics (ICPP), 2018年06月, 英語, 国際会議

  ポスター発表


• Overview of Helicon Electrodeless Advanced Thruster (HEAT) Project

  S. Shinohara, D. Kuwahara, T. Furukawa, S. Nishimura, T. Yamase

  19th International Congress on Plasma Physics (ICPP), 2018年06月, 英語, 国際会議

  ポスター発表


• Experiment on Electrodeless Plasma Acceleration by RMF Antenna

  古川武留, 志村開智, 桑原大介, 篠原俊二郎

  平成 29 年度宇宙輸送シンポジウム 非化学推進部門, 2018年01月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• Study on Plasma Characteristics Using RMF Plasma Acceleration Method

  T. Furukawa, K. Shimura, D. Kuwahara, S. Shinohara

  26th International Toki Conference and 11th Asia Plasma & Fusion Association Conference, 2017年12月, 英語, 国際会議

  ポスター発表


• Characteristics of Plasma Performance by RMF Acceleration Method

  K. Shimura, T. Furukawa, D. Kuwahara, S. Shinohara

  Plasma Conference 2017, 2017年11月, 英語, 国際会議

  ポスター発表


• Plasma Acceleration by Rotating Magnetic Field Method Using Helicon Source

  T. Furukawa, K. Shimura, D. Kuwahara, S. Shinohara

  59th Annual Meeting of the APS (American Physical Society) Division of Plasma Physics 2017, 2017年10月, 英語, 国際会議

  ポスター発表


• Experimental study of Helicon Plasma Thruster using Advanced Acceleration Method

  D. Kuwahara, S. Nishimura, T. Furukawa, T. Yamase, D. Arai, K. Amma, Y. Ishigami, H. Horita, S. Shinohara

  The 35th International Electric Propulsion Conference (IEPC), 2017年10月, 英語, 国際会議

  ポスター発表


• Two Dimensional Characteristics of Electromagnetic Plasma Acceleration by Using Rotating Magnetic Field

  T. Furukawa, K. Takizawa, D. Kuwahara, S. Shinohara

  The 35th International Electric Propulsion Conference (IEPC), 2017年10月, 英語, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Parameter survey on Rotating Magnetic Field Acceleration

  T. Furukawa

  31st International symposium on Space Technology and Science (ISTS) 2017, 2017年06月, 英語, 国際会議

  口頭発表（招待・特別）


• Characteristics of Helicon Plasma Thruster using Advanced Acceleration Methods

  D. Kuwahara, S. Nishimura, T. Furukawa, T. Yamase, D. Arai, K. Amma, Y. Ishigami, H. Horita, S. Shinohara

  31st International symposium on Space Technology and Science (ISTS) 2017, 2017年06月, 英語, 国際会議

  ポスター発表


• Characteristics of Electrodeless Plasma Acceleration by Rotating Magnetic Field Method (II)

  古川武留, 瀧澤耕平, 桑原大介, 篠原俊二郎

  平成 28 年度宇宙輸送シンポジウム 非化学推進部門, 2017年01月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• Characteristics of Electrodeless Plasma Acceleration by Rotating Magnetic Field Method (I)

  瀧澤耕平, 古川武留, 桑原大介, 篠原俊二郎

  平成 28 年度宇宙輸送シンポジウム 非化学推進部門, 2017年01月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• Two Dimensional Plasma Characteristics by Rotating Magnetic Field Acceleration Method

  古川武留, 瀧澤耕平, 桑原大介, 篠原俊二郎

  第33回プラズマ・核融合学会 年会, 2016年12月, 日本語, 国内会議

  ポスター発表


• Experiments on Electrodeless Plasma Acceleration by Rotating Magnetic Field in Divergent Magnetic Field

  瀧澤耕平, 古川武留, 桑原大介, 篠原俊二郎

  第33回プラズマ・核融合学会 年会, 2016年12月, 日本語, 国内会議

  ポスター発表


• Study on Electromagnetic Plasma Acceleration Using Rotating Magnetic Field Scheme

  T. Furukawa, K. Takizawa, D. Kuwahara, S. Shinohara

  International Conference on Plasma Physics (ICPP) 2016, 2016年11月, 英語, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Electrodeless RF Propulsion by Rotating Magnetic Field Method

  T. Furukawa, K. Takizawa, D. Kuwahara, S. Shinohara

  58th Annual Meeting of the APS (American Physical Society) Division of Plasma Physics, 2016年10月, 英語, 国際会議

  その他


• Experiment on Electrodeless Plasma Acceleration by Rotating Magnetic Field Method

  瀧澤耕平, 古川武留, 西村修一, 桑原大介, 篠原俊二郎

  平成 27 年度宇宙輸送シンポジウム 非化学推進部門, 2016年01月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• Electrodeless Acceleration by Rotating Magnetic Field Method using High Density Helicon Plasma Source

  瀧澤耕平, 古川武留, 西村修一, 大塚修平, 桑原大介, 篠原俊二郎

  第32回プラズマ・核融合学会 年会, 2015年11月, 日本語, 国内会議

  ポスター発表

• 日本航空宇宙学会


• アジアパシフィック連合（プラズマ物理分科会）


• プラズマ核融合学会


• アメリカ物理学会

• 時空間変動磁場下の微粒子プラズマの物理挙動解明と電磁加速型無電極推進への影響調査

  古川 武留

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究, 若手研究, 神戸大学, 2022年04月 - 2025年03月


• 進行波型直接エネルギー変換器の変調効果時間変化解析と自励発振の研究

  竹野 裕正, 古川 武留, 中本 聡

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 神戸大学, 2020年04月 - 2024年03月, 研究分担者

  令和2年度は，3つの副課題を並行して進めた．進捗状況は８．で説明するが，予測しがたい研究環境の激変があり，それぞれの進捗に影響があった． 1)副課題1：可変径大口径イオン源の製作では，設計と一部部品の調達を行った．構造の概略設計を行い，プラズマ源としてφ100mm，長さ900mmのガラス管を用い，150Aステンレス管で800l/sの排気ポンプと接続する．ガスは，実績のあるピエゾバルブを利用して，パルス的に注入する．排気管には，エネルギー変換部との接続に用いる100Aの枝管を設ける．また，ビーム径は3枚のアパーチャで変化させることとし，同じく排気管を利用して設置する．磁場は7500ATのコイル6個を用い，最大600G以上の一様磁場を長さ50cm以上形成する． 2)副課題2：径方向散乱分析のための模擬実験については，感染症流行への対応で主担当者のエフォートを十分に確保できず，遅れが生じている．また，実験そのものにおいて，十分なビーム電流が得られず，電流増大に向けてイオン源のプラズマ発光強度とビーム電流との相関分析を行ったが，期待した相関を見いだせていない．プラズマ源内の磁場構造の見直しが必要と考えられる． 3)副課題4：模擬実験結果の数値解析では，既存の進行波型直接エネルギー変換器粒子軌道計算コードで粒子の散乱過程を扱える拡張を行う．主担当予定者が他機関へ異動して研究組織を離脱したため，計画に遅れが生じている．現在，元コードを拡張するコーディングの途上にある．


• 先進的無電極プラズマ電磁加速法の電磁加速力に支配的な条件解明に基づく設計理論構築

  古川 武留

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究, 若手研究, 東京農工大学, 2020年04月01日 - 2022年03月31日

  m = 0半周期加速に関して、自作大電流共振インバータ回路と，電磁加速型スラスタテストセクションを構築した。電磁加速力の評価に必要なm = 0加速コイルが誘起する時間変動磁場を小型3軸磁気プローブにより計測し，理論解析と同等の変動磁場を確認した．作成された2次元周方向駆動電流の計算コードを活用し，各条件における周方向電流駆動分布を評価した。 回転磁場加速では、特に高い電子密度増加がみられ，周方向駆動電流の効果を上回る反磁性電流による電磁力上昇を得た．加速アンテナ下流部で高いイオン流速上昇も見られ，完全浸透とならない条件においても推力増強可能性を見出した．


• 高密度ヘリコンプラズマ源を用いた先進的無電極プラズマ加速法の研究開発

  古川 武留

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費, 特別研究員奨励費, 東京農工大学, 2018年04月25日 - 2020年03月31日, 研究代表者

  本研究で提案する次世代型無電極プラズマ加速法の一つである回転磁場（Rotating Magnetic Field: RMF）プラズマ加速法の原理実証のため、実験的アプローチにより加速効果の検証、加速メカニズムの解明を行うものである。プラズマ内部にRMFを印加し、非線形効果に起因する周方向電流を駆動する。この電流と外部発散磁場の径方向成分に起因する軸方向ローレンツ力によりプラズマを加速する。本加速スキームでは従来電気推進機にみられる電極損耗がなく、これによる推進効性能の低減、推進機寿命の制限等の問題が無いため、長期的深宇宙探査といった将来型宇宙開発での利用が期待されている。 採用第1年目では、RMFアンテナ領域におけるRMFの時間変動成分の時空間分布計測を行った。これにより、RMFのプラズマ中への浸透評価を実験的に行った。さらに、プラズマの非線形効果（ホール効果）に起因する印加電流周波数の2倍高調波成分を周波数解析により導出した。この2倍高調波成分磁場分布から、RMFアンテナ領域における時間変動周方向電流密度分布を算出した。さらに、RMFアンテナ内部の周方向電流及び軸方向ローレンツ力を評価し、RMF由来の電磁加速効果を確認した。 本研究では2組の対向コイルを用いて回転磁場を発生させるが、この対向コイル間の印加電流位相差を変化させることで、RMFの回転方向および振動方向を変化させることができる。RMF由来の周方向電流駆動実証のアプローチとして、RMFの回転方向を変化させた際の、周方向電流の駆動方向や強度依存を評価した。結果として、正の電磁加速力を発生させる位相差で、最大の周方向電流及び正の推力が得られ、RMF印加におけるプラズマ流れの制御及びRMF加速法による推力制御可能性も示唆された。

  競争的資金


• 超音速ガスパフによる完全無電極ヘリコンプラズマスラスターの高性能化

  桑原 大介, 篠原 俊二郎, 古川 武留, 石上 雄一

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究(B), 若手研究(B), 2016年04月01日 - 2019年03月31日

  宇宙用推進機であるヘリコンプラズマスラスタの推進性能を制限しているプラズマ中心の中性粒子枯渇の問題を解決するため、枯渇部に中性粒子を選択的に供給する超音速ガスパフ法と内部供給法を提案し、これらの評価を行った。超音速ガスパフ法については集束ビームが得られることを実験で実証できたが、中性粒子供給量を従来法と同等に抑えることが困難であることが判明した。一方、プラズマ中心に直接ガスパイプを挿入し供給を行う本提案の原理実験を行ったところ、従来のガス供給と比較して推力が1.5倍に向上することが判明した。プラズマ中の中性粒子挙動は不明な点が多い現象だが、本研究はこの挙動の解明に繋がる成果と言える。