JPH0668399U - レールガン式２段加速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電源電圧の低下、レーザ光発振器の出力の低
減ができ、レールエッジ部の損傷の軽減可能な装置を実
現する。 【構成】 ガス銃式飛翔体初期加速装置１より発射され
た飛翔体５がその間を飛翔し加速される１対のレール
６，６ａにそれぞれを貫通するレーザ光入射孔８を設
け、同入射孔８を介して上記飛翔体５の後方の加速ガス
中にレーザ光７ａをレーザ光発振器７より入射させるこ
とによって、上記加速ガス中にはレーザ光７ａの方向に
沿って荷電粒子１１が発生し、レール６，６ａ間の電気
絶縁破壊が容易となるため、電源３電圧を低下させるこ
とができ、レーザ光発振器７の出力を低減することがで
き、更にレール６，６ａの幅方向のエッジ部６ｂの損傷
を軽減させることができる装置を実現する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、核融合実験装置等に適用されるレールガン式２段加速装置に関する 。

【０００２】

【従来の技術】

従来のレールガン式２段加速装置について、図２ (ａ), (ｂ) により説明する 。図２ (ａ) ，（ｂ）においては、１がガス銃式飛翔体初期加速装置、２が導入 管、３がレールへ電流を流すための電源、４がプラズマ、５が飛翔体、６，６ａ がレール、７がレーザ光発振器、７ａがレーザ光、９が絶縁部材、０８が絶縁部 材９に明けられたレーザ光入射孔、１１がレーザ光７ａの入射により加速ガス中 に生じた荷電粒子、１２がレール６，６ａ間にプラズマを介して流れる電流をそ れぞれ示している。

【０００３】 上記において、ガス銃式飛翔体初期加速装置１から加速ガス圧力により射出さ れた飛翔体５は、加速ガスの膨脹により初期加速されながら導入管２からレール ６，６ａ間へ入射されて、レーザ光入射孔０８が設けられた位置を通過する。

【０００４】 上記飛翔体５がこの位置を通過した直後、レーザ光発振器７より、飛翔体５の 後方の加速ガス中にレーザ光７ａがレーザ光入射孔０８を通して入射され、加速 ガス中の原子・分子等の電離、あるいはガス中の自由電子へのエネルギーの負荷 等を行う。

【０００５】 加速ガス中に荷電粒子１１が十分に生じると、その荷電粒子１１が起因材とな り、レール６，６ａ間に電源３により負荷されている電圧（電界）により、レー ル６，６ａ間の電気絶縁が破壊され、レール６，６ａ間にプラズマ４が生じてレ ール６，６ａ間を電流１２が流れる。

【０００６】 このレール６，６ａ間のプラズマ４に流れた電流１２はレール６，６ａの軸方 向Ａに沿って流れる電流により生ずる磁場と作用するため、プラズマ４には電磁 力（ローレンツ力）が働き、プラズマ４はこれにより加速されると共に飛翔体５ を追加速する。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

従来のレールガン式２段加速装置においては、レーザ光は絶縁部材に設けられ たレーザ光入射孔より導入されており、レーザ光の入射方向はレール間を流れる 電流の方向に垂直であった。従って、レーザ光により生じる荷電粒子は、レール に対して距離を有しており、レール間の初期の電気絶縁破壊を生じさせるために 、大きな電源電圧（電界）が必要であった。あるいは、レーザ光のエネルギーを 大きくする必要があった。

【０００８】 さらに、レーザ光により生じた荷電粒子を介してレール間の電気絶縁が破壊す る際に、図２（ｂ）に示すようにレールエッジ部６ｂが、生成した荷電粒子１１ の近くにあるため、レールエッジ部に電荷が集中しレールエッジ部を介してレー ル間に電流が流れる傾向にあり、レールエッジ部の極度の損傷につながっていた 。

【０００９】 本考案は、前記の課題に鑑み提案するものであり、その目的とするところは、 レール間の初期の電気絶縁破壊によるプラズマを生成しやすくし、また、レール 間の負荷電圧を低下させ、レーザ光のエネルギーを減少させることができ、かつ 、レールエッジ部の損傷を軽減させることができるレールガン式２段加速装置を 提供しようとする点にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案のレールガン式２段加速装置は、ガス銃式飛翔体初期加速装置により初 期加速された飛翔体の後方にある加速ガス中にプラズマを発生させ、このプラズ マに１対のレールより印加されて流れる電流とレールに流れた電流により生ずる 磁場とにより生ずる電磁力にてプラズマを加速するとともに、飛翔体を追加速す るレールガン式２段加速装置において、上記対向する１対のレールを貫通するレ ーザ光入射孔、および同レーザ光入射孔にレーザ光を入射させ飛翔体後方の加速 ガス中にプラズマを発生させるレーザ光発振器を備えたことを特徴としている。

【００１１】

【作用】

上記において、ガス銃式飛翔体初期加速装置より発射され、加速ガス圧により 加速された飛翔体がレール間のレーザ光入射孔が設けられた位置を通過すると、 その通過直後にレーザ光発振器よりレーザ光入射孔を介して飛翔体後方の加速ガ ス中にレーザ光が入射する。

【００１２】 上記加速ガス中に入射したレーザ光が加速ガス中の原子や分子の電離等を行い 、加速ガス中に荷電粒子を十分に発生させると、レール間に加えられた電源電圧 によりレール間の電気絶縁破壊が生じ、レール間にプラズマを発生してレール間 を電流が流れ、それぞれのレールに電流を流す。上記それぞれのレールに流れる 電流は磁場を形成し、プラズマを流れる電流と作用して電磁力を生じ、プラズマ を加速するとともに、飛翔体を追加速する。

【００１３】 本考案においては、レーザ光が１対のレールを貫通するレーザ光入射孔を介し て入射されるため、レール間の幅方向にレーザ光を入射し、荷電粒子をレール間 の幅方向に分布させる従来の装置と異なり、１対のレールを貫通する方向に荷電 粒子を分布させている。そのため、上記レール間に印加された電源電圧による電 流は、このレールを貫通する方向に分布した荷電粒子に沿って流れることができ 、電気絶縁の破壊は容易に行われる。

【００１４】 また、上記レーザ光入射孔は、それぞれのレールの幅方向の中央部に設けるこ とにより荷電粒子はレールの幅方向の中央部に多く分布するため、従来の装置の ように幅方向のレールエッジ部に電荷が集中して電流が流れ、この部分を極端に 損傷させることがない。

【００１５】 上記により、電源電圧を低下させることができ、レーザ光発振器の出力を低減 することができ、更にレールの幅方向のエッジ部の損傷を軽減させることができ る装置を実現する。

【００１６】

【実施例】

本考案の一実施例に係るレールガン式２段加速装置を図１（ａ），（ｂ），（ ｃ）により説明する。図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す本実施例は、飛翔体５ を発射するガス銃式飛翔体初期加速装置１が導入管２を介して接続され上下に対 向する１対のレール６，６ａ、同レール６，６ａの側部に設けられ同レール６， ６ａとにより形成された空洞１０内を上記飛翔体５が飛翔する絶縁部材９、およ び上記レール６，６ａに接続された電源３を備えたレールガン式２段加速装置に おいて、上記上下に対向する１対のレール６，６ａをそれぞれ貫通するレーザ光 入射孔８、および同レーザ光入射孔８にレーザ光７ａを入射するレーザ光発振器 ７を備えている。

【００１７】 上記において、ガス銃式飛翔体初期加速装置１から加速ガス圧力により射出さ れた飛翔体５は、加速ガスの膨脹により初期加速されながら導入管２からレール ６，６ａ間へ入射されて、空洞１０内のレーザ光入射孔８が設けられた位置を通 過する。

【００１８】 上記飛翔体５がこの位置を通過した直後、レーザ光発振器７により飛翔体５後 方の加速ガス中にレーザ光７ａがレーザ光入射孔８を通して入射され、加速ガス 中の原子・分子等を電離、あるいはガス中の自由電子へのエネルギーの負荷等を 行う。

【００１９】 荷電粒子１１がレール６，６ａ間の加速ガス中に十分に生じると、その荷電粒 子１１が起因材となり、レール６，６ａ間に電源３により負荷されている電圧（ 電界）により、レール６，６ａ間がパッシェン則より低い電離電圧で電気絶縁破 壊し、レール６，６ａ間にプラズマ４が生じ、電流１２が流れる。

【００２０】 レール６，６ａ間のプラズマ４に流れた電流１２はレール６，６ａの軸方向Ａ に沿って流れる電流により生ずる磁場と作用するため、プラズマ４には電磁力（ ローレンツ力）が働き、プラズマ４はこれにより加速されると共に飛翔体５を追 加速する。

【００２１】 本実施例においては、前記のように加速ガスへ入射するレーザ光７ａをレール ６，６ａに明けられたレーザ光入射孔８を介して入射するため、レーザ光７ａの 入射方向は、レール６，６ａ間を流れる電流１２の方向と同一である。

【００２２】 従って、レーザ光７ａにより生じる荷電粒子１１は、レーザ光７ａに沿い、レ ール６，６ａ間に流れる電流１２方向に沿って生じるため、この方向に電流パス が生成され、レール６，６ａ間の電気絶縁破壊は容易となり、レール６，６ａに 印加する電源電圧（電界）を低くすることができ、かつレーザ光７ａのエネルギ ーも低く抑えることができる。

【００２３】 さらに、レーザ光７ａにより生じた荷電粒子１１を介してレール６，６ａ間の 電気絶縁を破壊する際、レール６，６ａの中央付近にレーザ光７ａの入射孔８が ある場合には、電気絶縁破壊はレール６，６ａの中央付近にて開始するため、レ ールエッジ部６ａに極端な電荷の集中等もなく、レールエッジ部６ｂの損傷の軽 減を達成することができる。

【００２４】

【考案の効果】

本考案のレールガン式２段加速装置は、ガス銃式飛翔体初期加速装置より発射 された飛翔体がその間を飛翔し加速される１対のレールにそれぞれを貫通するレ ーザ光入射孔を設け、同入射孔を介して上記飛翔体の後方の加速ガス中にレーザ 光をレーザ光発振器より入射させることによって、上記加速ガス中にはレーザ光 の方向に沿って荷電粒子が発生し、レール間の電気絶縁破壊が容易となるため、 電源電圧を低下させることができ、レーザ光発振器の出力を低減することができ 、更にレールの幅方向のエッジ部の損傷を軽減させることができる装置を実現す る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るレールガン式２段加速
装置の説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ
−Ａ矢視図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ矢視図である。

【図２】従来の装置の説明図で、（ａ）は側面図、
（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。

【符号の説明】

１ ガス銃式飛翔体初期加速装置 ２ 導入管 ３ 電源 ４ プラズマ ５ 飛翔体 ６，６ａ レール ６ｂ レールエッジ部 ７ レーザ光発振器 ８ レーザ光入射孔 ９ 絶縁部材 １０ 空洞

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 小田 泰嗣 神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号 三 菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)考案者 野田 修 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)考案者 東 欣吾 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)考案者 萩野 睦夫 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス銃式飛翔体初期加速装置により初期
   加速された飛翔体の後方にある加速ガス中にプラズマを
   発生させ、このプラズマに１対のレールより印加されて
   流れる電流とレールに流れた電流により生ずる磁場とに
   より生ずる電磁力にてプラズマを加速するとともに、飛
   翔体を追加速するレールガン式２段加速装置において、
   上記対向する１対のレールを貫通するレーザ光入射孔、
   および同レーザ光入射孔にレーザ光を入射させ飛翔体後
   方の加速ガス中にプラズマを発生させるレーザ光発振器
   を備えたことを特徴とするレールガン式２段加速装置。