JP6010438B2 - 量子ビーム生成装置、量子ビーム生成方法、及び、レーザ核融合装置 - Google Patents
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Description
Claims (7)
- 量子ビーム生成装置であって、
ターゲットが量子ビーム生成反応を起こすチャンバと、
前記ターゲットを前記チャンバに供給するターゲット供給装置と、
前記チャンバの内側にある前記ターゲットを監視するターゲット監視装置と、
前記チャンバの内側にある前記ターゲットにレーザ光を照射するレーザ光照射装置と、
前記ターゲット監視装置による監視結果に基づいて、前記ターゲット供給装置と前記レーザ光照射装置とを制御する制御装置と、
を備え、
前記ターゲット供給装置は、前記ターゲットを出射する出射口を備え、前記制御装置によって制御される出射タイミングで、前記ターゲットを、前記チャンバの内側における予め設定された出射方向に、前記出射口から出射し、
前記ターゲット監視装置は、位置検出器と時間検出器とを備え、
前記位置検出器は、監視領域における前記ターゲットの通過位置を検出し、前記通過位置を示す位置情報を、前記制御装置に送信し、
前記監視領域は、前記チャンバの内側において前記出射方向に交差する位置に、予め設定され、
前記通過位置は、前記出射方向に垂直な面内における位置を示し、
前記時間検出器は、前記ターゲットが前記監視領域に入射する入射時間と前記ターゲットが前記監視領域を出射する出射時間とを測定し、前記入射時間を示す入射時間情報と前記出射時間を示す出射時間情報とを、前記制御装置に送信し、
前記レーザ光照射装置は、レーザ光出力器と集光光学装置とを備え、
前記レーザ光出力器は、前記制御装置による制御のもとで、レーザ光を出力し、
前記集光光学装置は、前記レーザ光出力器から出力されるレーザ光を、前記制御装置による制御に基づいて、集光し、
前記制御装置は、前記位置情報を用いて、レーザ光の照射点を算出し、前記照射点に基づく集光制御情報を、前記集光光学装置に送信し、前記監視領域の幅と、前記入射時間情報と、前記出射時間情報と、前記監視領域から照射点までの距離と、を用いて、前記照射点へのターゲットの到達タイミングを算出し、前記到達タイミングに基づくレーザ制御情報を、前記レーザ光出力器に送信し、
前記集光制御情報は、前記レーザ光出力器からのレーザ光を前記照射点に集光するよう前記集光光学装置を制御するための情報であり、
前記レーザ制御情報は、前記到達タイミングでレーザ光を出力するよう前記レーザ光出力器を制御するための情報であり、
前記ターゲット供給装置は、支持台と円板とタンクと駆動装置とを備え、
前記支持台は、主面と裏面と出射孔とを備え、
前記出射孔は、前記ターゲットの通過が可能な径を備え、前記出射口を備え、前記主面から前記裏面に貫通し、
前記円板は、当該円板の縁に沿って、予め設定された間隔に、複数の貫通孔を備え、
前記円板の中心は、前記貫通孔が前記出射孔と重なるように、前記主面に対し回転可能に保持され、
前記貫通孔は、前記主面の上において前記ターゲットを収容可能であり、
前記タンクは、本体と供給管とを備え、前記円板の上に配置され、
前記本体は、複数の前記ターゲットを格納可能であり、
前記供給管は、前記ターゲットの通過が可能な径を備え、前記本体に接続され、複数の前記貫通孔の全ての中心を通る円周の上に配置され、
前記駆動装置は、回転軸とモータとを備え、
前記回転軸は、前記円板の中心において、前記円板に固定され、前記円板と共に回転可能であり、
前記モータは、前記回転軸に接続され、前記制御装置による制御のもとで、前記回転軸を回転する、
ことを特徴とする量子ビーム生成装置。 - 前記制御装置は、複数の前記ターゲットを、順次、周期的に、前記出射口から出射するように、前記ターゲット供給装置を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の量子ビーム生成装置。 - 前記駆動装置は、センサを備え、
前記センサは、前記回転軸の回転数と前記回転軸の軸位置とを検出し、前記回転数と前記軸位置とを示す回転情報を、前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記回転情報に基づいて、前記円板の回転運動を制御し、
前記軸位置は、前記回転軸の回転方向における位置である、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の量子ビーム生成装置。 - 前記ターゲット供給装置は、出射補助器を備え、
前記出射補助器は、前記出射孔の上に配置され、前記制御装置による制御のもとで、前記出射孔にある前記ターゲットに対し前記出射方向に向けて加圧することが可能であり、
前記制御装置は、前記回転情報に基づいて、前記円板の回転に伴って前記円板の前記貫通孔が前記出射孔に重なる加圧タイミングを算出し、前記加圧タイミングに基づく加圧制御情報を、前記出射補助器に送信し、
前記加圧制御情報は、前記加圧タイミングで加圧するように前記出射補助器を制御するための情報である、
ことを特徴とする請求項3に記載の量子ビーム生成装置。 - 量子ビーム生成方法であって、
量子ビーム生成を生じさせるターゲットをチャンバの内側に出射する出射工程と、
前記チャンバの内側におけるレーザ光の照射点を予測する予測工程と、
レーザ光の照射を準備する準備工程と、
レーザ光を出力する出力工程と、
を備え、
前記出射工程では、前記ターゲットを、制御可能な出射タイミングで、前記チャンバの内側における予め設定された出射方向に、ターゲット供給装置が出射し、
前記予測工程では、監視領域におけるターゲットの通過位置を検出し、前記ターゲットが前記監視領域に入射する入射時間と前記ターゲットが前記監視領域を出射する出射時間とを測定し、前記通過位置を用いて、前記照射点を算出し、前記監視領域の幅と、前記入射時間と、前記出射時間と、前記監視領域から前記照射点までの距離と、を用いて、前記照射点への前記ターゲットの到達タイミングを算出し、
前記監視領域は、前記チャンバの内側において前記出射方向に交差する位置に、予め設定され、
前記通過位置は、前記出射方向に垂直な面内における位置を示し、
前記準備工程では、前記照射点にレーザ光を集光できるようにし、
前記出力工程では、前記到達タイミングにレーザ光を出力し、
前記ターゲット供給装置は、前記ターゲットを出射する出射口を備え、支持台と円板とタンクと駆動装置とを備え、
前記支持台は、主面と裏面と出射孔とを備え、
前記出射孔は、前記ターゲットの通過が可能な径を備え、前記出射口を備え、前記主面から前記裏面に貫通し、
前記円板は、当該円板の縁に沿って、予め設定された間隔に、複数の貫通孔を備え、
前記円板の中心は、前記貫通孔が前記出射孔と重なるように、前記主面に対し回転可能に保持され、
前記貫通孔は、前記主面の上において前記ターゲットを収容可能であり、
前記タンクは、本体と供給管とを備え、前記円板の上に配置され、
前記本体は、複数の前記ターゲットを格納可能であり、
前記供給管は、前記ターゲットの通過が可能な径を備え、前記本体に接続され、複数の前記貫通孔の全ての中心を通る円周の上に配置され、
前記駆動装置は、回転軸とモータとを備え、
前記回転軸は、前記円板の中心において、前記円板に固定され、前記円板と共に回転可能であり、
前記モータは、前記回転軸に接続され、前記回転軸を回転する、
ことを特徴とする量子ビーム生成方法。 - 前記出射工程では、複数の前記ターゲットを、順次、周期的に、出射する、ことを特徴とする請求項5に記載の量子ビーム生成方法。
- レーザ核融合装置であって、
ターゲットが核融合反応を起こすチャンバと、
前記ターゲットを前記チャンバに供給するターゲット供給装置と、
前記チャンバの内側にある前記ターゲットを監視するターゲット監視装置と、
前記チャンバの内側にある前記ターゲットにレーザ光を照射するレーザ光照射装置と、
前記ターゲット監視装置による監視結果に基づいて、前記ターゲット供給装置と前記レーザ光照射装置とを制御する制御装置と、
を備え、
前記ターゲット供給装置は、前記ターゲットを出射する出射口を備え、前記制御装置によって制御される出射タイミングで、前記ターゲットを、前記チャンバの内側における予め設定された出射方向に、前記出射口から出射し、
前記ターゲット監視装置は、位置検出器と時間検出器とを備え、
前記位置検出器は、監視領域における前記ターゲットの通過位置を検出し、前記通過位置を示す位置情報を、前記制御装置に送信し、
前記監視領域は、前記チャンバの内側において前記出射方向に交差する位置に、予め設定され、
前記通過位置は、前記出射方向に垂直な面内における位置を示し、
前記時間検出器は、前記ターゲットが前記監視領域に入射する入射時間と前記ターゲットが前記監視領域を出射する出射時間とを測定し、前記入射時間を示す入射時間情報と前記出射時間を示す出射時間情報とを、前記制御装置に送信し、
前記レーザ光照射装置は、レーザ光出力器と集光光学装置とを備え、
前記レーザ光出力器は、前記制御装置による制御のもとで、レーザ光を出力し、
前記集光光学装置は、前記レーザ光出力器から出力されるレーザ光を、前記制御装置による制御に基づいて、集光し、
前記制御装置は、前記位置情報を用いて、レーザ光の照射点を算出し、前記照射点に基づく集光制御情報を、前記集光光学装置に送信し、前記監視領域の幅と、前記入射時間情報と、前記出射時間情報と、前記監視領域から照射点までの距離と、を用いて、前記照射点へのターゲットの到達タイミングを算出し、前記到達タイミングに基づくレーザ制御情報を、前記レーザ光出力器に送信し、
前記集光制御情報は、前記レーザ光出力器からのレーザ光を前記照射点に集光するよう前記集光光学装置を制御するための情報であり、
前記レーザ制御情報は、前記到達タイミングでレーザ光を出力するよう前記レーザ光出力器を制御するための情報であり、
前記ターゲットの材料は、水素同位体を含む材料であり、
前記ターゲット供給装置は、支持台と円板とタンクと駆動装置とを備え、
前記支持台は、主面と裏面と出射孔とを備え、
前記出射孔は、前記ターゲットの通過が可能な径を備え、前記出射口を備え、前記主面から前記裏面に貫通し、
前記円板は、当該円板の縁に沿って、予め設定された間隔に、複数の貫通孔を備え、
前記円板の中心は、前記貫通孔が前記出射孔と重なるように、前記主面に対し回転可能に保持され、
前記貫通孔は、前記主面の上において前記ターゲットを収容可能であり、
前記タンクは、本体と供給管とを備え、前記円板の上に配置され、
前記本体は、複数の前記ターゲットを格納可能であり、
前記供給管は、前記ターゲットの通過が可能な径を備え、前記本体に接続され、複数の前記貫通孔の全ての中心を通る円周の上に配置され、
前記駆動装置は、回転軸とモータとを備え、
前記回転軸は、前記円板の中心において、前記円板に固定され、前記円板と共に回転可能であり、
前記モータは、前記回転軸に接続され、前記制御装置による制御のもとで、前記回転軸を回転する、
ことを特徴とするレーザ核融合装置。
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