報告書番号

T59

タイトル（和文）

レーザ生成プラズマチャネルの気中放電の誘導効果に関する研究 -レーザ誘雷の基礎研究-

タイトル（英文）

Basic study of guiding and triggering effect of the laser-produced plasma on the discharge in long air gaps

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

レーザにより生成されたプラズマチャネルの気中放電に対する誘導効果をCO2レーザ（波長=10.6μm）とKrFレーザ（波長=248nm）を使用して実験的に調べた。CO2レーザにより生成されたプラズマチャネルは誘起した局所電界によってストリーマをガイドし、ストリーマ進展に必要な外部電界を低下させ、リーダの形成を早める効果により放電を誘導する。レーザ誘雷では上向き放電を促進する誘雷方式が考えられ、必要とされるエネルギーは10kJと見積もられる。KrFレーザにより生成されたプラズマチャネルはプラズマ自身からストリーマ、リーダがプラズマに沿って進展し、ギャップを閉じることにより、放電を誘導する。なお、KrFレーザによるプラズマチャネルはスパークオーバ電圧を低下させる効果は少ない。レーザ誘雷では上向き放電をガイドする誘雷方式が考えられ、必要とするパルスエネルギーは7Jが必要と見積もられる。

概要 （英文）

Effects of the laser-produced plasma channel on discharges in air gaps were studied, experimentally, with CO2 lasers(wavelength=10.6μm), KrF lasers(wavelength=248nm) and an impulse generator. CO2 laser-produced plasma channel has held the effect on the discharges until the electron density decrease by 1013/cm3. The plasma channel decrease the electric fields required for the propagation of the streamer and guide the streamer by the local electric field of the plasma. Furthermore, the streamer in the plasma channel transformed the leader earlier than that outside the plasma channel. These effects of the plasma reduce the sparkover voltage and control the discharge path. A positive streamer is guided by only a continuous plasma channel and a negative streamer is guided by even a discrete plasma channel. Thus, The characteristics of the laser-guided discharge in negative polarity is different from those in positive polarity. In the case of CO2 laser, the pulse energy required for triggering lightning is estimated as 10 kJ. KrF laser-produced plasma channel has held the effects on the discharge until the ion density of the plasma decrease by 1011/cm3. In the breakdown processes, streamers initiate from the plasma channel and propagate along the plasma channel. Thus, the discharge is guided by the plasma channel. In the case of KrF laser, a pulse energy required for triggering lightning is estimated as only 7 J. However, the laser with a small beam divergence is required.

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