JPH0460395A - レールガン式加速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、核融合実験装置等に通用するレールガン式加
速装置に関するものである。

（従来の技術） 従来のレールガン式加速装置を第４．５図により説明す
ると、第５図の（０１）　（０１）がレールガン部の断
面略台形レール、　（０２）　（０２）が同各レール（
０１）の間に介装した断面略台形絶縁材、　（０３）が
同各絶縁材（０２）と上記各レール（０１）との斜面部
間に介装したシール材で、断面略台形レール（０１）　
（０１）と断面略台形絶縁材（０２）　（０２）とが交
互に配設され、これらの接合面間にシール材（０３）が
介装されて、ペレットの断面形状に合致した断面円形の
ペレット通路が形成されている。また第４図の（０４）
がガス銃式ペレット入射装置、　（０５）が同ガス銃式
ペレット入射装置（０４）と上記レールガン部のペレッ
ト通路とを繋く導入管、　（０６）がパルス整形回路網
。

（０７）がプラズマ、　（０８）がペレット、　（０９
）が上記レール（０１）に埋設したニードル（を極）で
、ペレット（０８）がガス銃式ペレット入射装置（０４
）により射出され、初期加速されて、レールガン部のペ
レット通路（レール（０１）　（０１）と絶縁材（０２
）　（０２）とにより構成されたペレット通路）へ入射
され、このペレット（０８）がニードル部（０９）を通
過するとき、ペレット（０８）の後方にある加速ガス中
に通電することにより、プラズマ（０７）が発生して、
このプラズマによりペレット（０８）が追加速されるよ
うになっている。なおペレット（０８）の断面形状は、
上記ペレット通路の断面形状と同じである。

第６図は、レールガン部のペレット通路の他の従来例を
示しており、この場合には、平板状レール（０１）　（
０１）と断面凸状絶縁材（０２）　（０２）とが交互に
配設され、これらの間にシール材（０３）が介装されて
、ペレットの断面形状に合致した断面四角形のペレット
通路が形成されている。

（発明が解決しようとする課Ｂ） 前記第５図に示す従来のレールガン式加速装置では、断
面略台形レール（０１）　（０１）と断面略台形絶縁材
（０２）　（０２）とを交互に配設し、これらの接合面
間にシール材（０３）を介装して、断面円形のペレット
通路を形成しており、上下レールコーナ部のレール間距
離が小さく、電位勾配が大きくて、プラズマアーマチャ
ーが集中する。またこれにより。

レール（０１）のコーナ部に電流が集中する。その結果
、電流によるジュール加熱及びプラズマ（０７）の熱放
射により、レール（０１）のコーナ部が集中的に加熱さ
れて、エロージョンの原因になる。

また第６図に示す従来のレールガン式加速装置では、平
板状レール（０１）　（０１）と断面凸状絶縁材（０２
）　（０２）とを交互に配設し、これらの接合面間にシ
ール材（０３）を介装して、断面四角形のペレット通路
を形成しており、上下レールコーナ部のレール間距離が
均一であり、電流プラズマの集中が生じ難いと考えられ
るが、ペレツ）　（０８）が鋭角なコーナ部を持ってい
るので、プラズマのシール性が低い。

これを要するに、第５図の場合には、エロージョンの点
から電流密度を上げることができない。

また第６図の場合には、シール性の点からプラズマのス
ルーアウェイ（ペレット（０８）とレール（０１）との
間をすり抜けてゆくプラズマ）が多い。そのため９両者
とも、ペレット（０８）を効率的に追加速できないとい
う問題があった。

なおＦをペレット（０８）の加速力１ｍをペレット（０
８）の質量、ａを加速度、Ｌ＋をレールインダクタンス
、■をペレット（０８）の速度、ｔを加速時間とすると
、　　Ｆ　＝　ｍ　ａ　、　　Ｆ　＝　＋ＡＬ　ｒ　　
Ｉ　２．　Ｖ　＝　Ｖ　６　＋’／ｚａｔである。

本発明は前記の問題点に鑑み提案するものであり、その
目的とする処は、ペレットを効率的に追加速できるレー
ルガン式加速装置を提供しようとする点にある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために１本発明は、一対のレール
と一対の絶縁材とを交互に配設し、これらの間にシール
材を介装して、レールガン部のペレット通路を形成した
レールガン式加速装置において、前記各レールコーナ部
のレール間距離を小さくし、前記レールのうち、電流及
びプラズマの集中する部分の円周方向範囲を必要に応じ
て大きくし、前記レールコーナ部を含むペレット通路に
Ｒ部を形成している。

（作用） 本発明のレールガン式加速装置は前記のように構成され
ており１次の作用が行われる。即ち、エロージョン及ヒ
プラズマのスルーアウェイ（ペレットとレールとの間を
すり抜けてゆくプラズマ）を防ぐためには ■上下レールコーナ部のレール間距離を小さくして、電
流及びプラズマの集中を防く　（耐エロージヨン）。

■レールのうち、電流及びプラズマの集中する部分の円
周方向範囲を大きくして、熱の集中を避ける（耐エロー
ジヨン）。

■ペレットのコーナ部及びレールガン部のペレット通路
にＲ部を形成して、プラズマのスルーアウトを防く　（
耐スルーアウェイ）。

のが有効である。

前記■には、上下レールコーナ部のレール間距離を小さ
くして、電位ポテンシャルの差を小さくするとともにプ
ラズマ集中を防ぐ。またこれと同時にプラズマに通じる
レール電流の集中を防いで。

部分的に集中する加熱に起因したエロージョンを防止す
る。なお上下レールコーナ部のレール間距離が大きいと
、プラズマがレールコーナ部のレール間距離の小さい所
（電位勾配の大きい所）に集巾約に流れてしまって、シ
ール電流もそこに集中する。

前記■には、成る程度の電流３プラズマの集中により加
熱される場合は、レールコーナ部の角度を大きくし、熱
集中を防いで、エロージョンを低減する。

前記■には、ペレットのレールとのシール力がペレット
のコーナ部で最も弱いと考えられるのでペレットのコー
ナ部及びレールガン部のベレット通路にＲ部を形成して
、コーナ部でのシール力の低減を防止する。

以上の対策を組み合わせることにより、ペレットが効率
的に追加速される。

（実施例） 次に本発明のレールガン式加速装置のレールガン部のペ
レット通路を各実施例により具体的に説明する。

第１図は、前記■■に対応した実施例であり。

（１）　（１）が断面凸型レール、　（２）　（２）が
断面凸型絶縁材、（３）がシール材で、これらの断面凸
型レール（１）　（１）と断面凸型絶縁材（２）　（２
）とを交互に配設して、互いを係合させる一方、その間
にシール材（３）を介装して、断面長円形のプラズマ通
路を形成している。この場合、レールコーナ部のレール
間距離が一定なので、レール電流及びプラズマは。

均質に形成され１局部的に加熱されることがなくて、エ
ロージョンが効果的に防止される。またプラズマ通路が
第６図のように断面四角形でなく。

長円形であり、ペレットに鋭利なコーナ部が形成されて
いない点と相撲って、プラズマシール性が高い。

この実施例では、レールコーナ部のレール間距離が一定
である。それに対した第５図に示す従来例では１片側レ
ール間距離差！ｒは、　ｌ　ｒ＝Ｒ（１−ｓｉｎθ）［
Ｒ＝レール断面半径、θ−レール各１である。

従ってレールコーナ部のレール間距離は、２Ｅｒで改善
されている。これにより、レールエツジ部にプラズマ（
放電）が集中することがなくて、レール電流の集中が防
がれ１部分的加熱が防止されて。

耐エロージヨン特性が改善される。また第６図の四角形
面のペレット通路の場合に対しＲ部部を持つことにより
、プラズマシール性が向上する。以上により、より大き
な電流まで印加することが可能になり、さらにプラズマ
のスルーアウェイも低減されて、ペレットが効率的に追
加速される。

第２図は、前記■■に対応した実施例であり。

断面凸型レール（１）　（１）と断面凸型絶縁材（２）
　（２）とを交互に配設して、互いを係合させる一方、
その間にシール材（３）を介装して、断面円形のプラズ
マ通路を形成している。この場合、レールコーナ部のレ
ール間距離は、場所により差があるもののその差は、小
さい。しかもレール（０１）のコーナ部が第５図の場合
に比べると、大きな角度（θ）を持っているので９局部
的な加熱が避けられる。なおプラズマ通路の断面は５円
形のままであり、ペレットに鋭利なコーナ部が形成され
ていない点と相撲って、プラズマシール性が高い。

この実施例では、上下レールコーナ部のレール間距離差
があるものの、第５図に示す従来例に比べて上下レール
コーナ部のレール間距離差が２（ｌｒ−１ｒ’　）に改
善されている。そしてこの場合にはペレット通路が円形
断面なので、ペレットとの間のプラズマシール性につい
ても第５図と同等であり、第６図に対してはかなり改善
されており、前記第１図の実施例と同様にペレットが効
率的に追加速される。

第３図は、前記■■に対応した実施例であり。

断面凸型レール（１）　（１）と断面凸型絶縁材（２）
　（２）とを交互に配設して、互いを係合させる一方、
その間にシール材（３）を介装して、断面楕円形のプラ
ズマ通路を形成している。この場合、レールコーナ部の
レール間距離は、場所により差があるものの、その差は
、第２図と同程度に小さい。しかもレール（０１）内面
の円周方向長さ（ｓ）が第２図の場合に比べると大きく
とれるので、電流を印加した場合、単位レール長さ当た
りのプラズマ、電流密度が低減して、第２図よりも大き
いエロージョン防止効果が得られる。

この実施例でも、前記第１，２図に示す実施例と同様に
ペレットが効率的に追加速される。

（発明の効果） 本発明のレールガン式加速装置は前記のように上下レー
ルコーナ部のレール間距離を小さくして。

電流及びプラズマの集中を防ぎ３レールのうち。

電流及びプラズマの集中する部分の円周方向範囲を必要
に応じ大きくして、熱の集中を避け、ペレットのコーナ
部及びレールガン部のペレット通路にＲ部を形成して、
プラズマのスルーアウトを防ぐので、ペレットを効率的
に追加速できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるレールガン式加速装置のレール
ガン部のペレット通路の一実施例を示す樅断正面図、第
２図は他の実施例を示す縦断正面図、第３図はさらに他
の実施例を示す縦断正面図。 第４図はレールガン式加速装置を示す系統図、第５図は
従来のレールガン部のペレット通路を示す縦断正面図、
第６図は同ペレット通路の他の従来例を示す縦断正面図
である。 （１）・・・レール、（２）・・・ｍ！を材、（３）・
・・シール材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一対のレールと一対の絶縁材とを交互に配設し、これら
   の間にシール材を介装して、レールガン部のペレット通
   路を形成したレールガン式加速装置において、前記各レ
   ールコーナ部のレール間距離を小さくし、前記レールの
   うち、電流及びプラズマの集中する部分の円周方向範囲
   を必要に応じて大きくし、前記レールコーナ部を含むペ
   レット通路にＲ部を形成したことを特徴とするレールガ
   ン式加速装置。