九州大学-研究者情報 [山本直嗣 (教授) 総合理工学研究院エネルギー科学部門]

laser diagnostics for electric propulsion
2012.05～2014.05, 代表者：yamamoto naoji, Kyushu university, Kyushu University(Japan)
In order to understand the physics inside the electric propulsions, we build plasma measurement system for electric propulsion by means of laser based diagnostics..

研究業績

主要著書

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主要原著論文

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1.	Yamamoto N., Yalin A.P., Portable Thomson scattering system for temporally resolved plasma measurements under low density conditions, Review of Scientific Instruments, DOI 10.1063/5.0180534, 95, 31, Article number 033502, 2024.03.
2.	Kansei ITO, Naoji YAMAMOTO, Kai MORINO, Sequential Prediction of Hall Thruster Performance Using Echo State Network Models , TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, DOI:doi:10.2322/tjsass.67.1, Volume 67 , Issue 1, 1-11, 2024.01.
3.	Naoji Yamamoto and Naoya Kuwabara, Daisuke Kuwahara, Shinatora Cho, Yusuke Kosuga, Guilhem Dif Pradalier, Observation of Plasma Turbulence in a Hall Thruster Using Microwave Interferometry, Journal of Propulsion and Power, https://doi.org/10.2514/1.B38711, 39, 6, 849-855, 2023.06.
4.	Naoya Kuwabara, Masatoshi Chono , Naoji Yamamoto, Daisuke Kuwahara, Electron Density Measurement Inside a Hall Thruster Using Microwave Interferometry, Journal of Propulsion and Power, 10.2514/1.B38163, 2021.03, Electron number density measurement inside the Hall thruster was demonstrated using a 76 GHz microwave interferometry technique. The electron number density, which depends on the magnetic field strength, was found to be approximately 1018 m-3. Electron density fluctuations were observed at a frequency of 15 kHz, synchronized with the discharge current oscillation. Broadband electron number density fluctuations were also observed in the range of 50-300 kHz, and at approximately 1.5 MHz (width of 200 kHz). This technique shows considerable promise, with the ability to reveal the quantitative relationship between electron number density fluctuations and electron transport, and it will contribute to the understanding of the physics behind anomalous electron transport in Hall thrusters..
5.	Naoji Yamamoto, KENTARO TOMITA, Kensaku Sugita, Tomoaki Kurita, Hideki Nakashima, Kiichiro Uchino, Measurement of xenon plasma properties in an ion thruster using laser Thomson scattering technique, REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, 10.1063/1.4737144, 83, 7, 2012.07.
6.	N. Yamamoto, J Shimokawatoko, M. Oya and H. Nakashima, Temperature Measurement in a Radio Frequency Electro-thermal Thruster by Integrated Cavity Output Spectroscopy, Frontier of Applied Plasma Technology, 4, 1, pp.12-15, 2011.01.
7.	N Yamamoto, K Tomita, N Yamasaki, T Tsuru, T Ezaki, Y Kotani, K Uchino and H Nakashima, Measurements of electron density and temperature in a miniature　microwave discharge ion thruster using laser Thomson scattering technique,and Technology, Plasma Sources Science and Technology, 10.1088/0963-0252/19/4/045009, 19, 4, 045009, 2010.06.
8.	N. Yamamoto, L. Tao,B. Rubin, J.D. Williams and A.P. Yalin, Sputter Erosion Sensor for Anode Layer-Type Hall Thrusters Using Cavity Ring-Down Spectroscopy, Journal of Propulsion and Power, 10.2514/1.44784, 26, 1, pp.142-148, Vol. 22, pp.925-928,, 2010.01.
9.	N. Yamamoto, L. Tao, and A.P. Yalin, Single-mode delivery of 250 nm light using a large mode area photonic crystal fiber, Optics Express, 10.1364/OE.17.016933, 17, 19, pp.16933-16940, 2009.12, [URL].
10.	Naoji Yamamoto, Shinya Kondo, Takayuki Chikaoka, Hirokazu Masui and Hideki Nakashima, Effects of Magnetic Field Configuration on Thrust Performance in A Miniature Microwave Discharge Ion Thruster, JOURNAL OF APPLIED PHYSICS., 10.1063/1.2822456, 102, 123304, 2007.12.
11.	N. Yamamoto, H. Masui, H. Kataharada, H. Nakashima, Y. Takao,, Antenna Configuration Effects on Thrust Performance of Miniature Microwave Discharge Ion Engine, J. Propulsion and Power,, 10.2514/1.18833, Vol. 22, pp.925-928,, 2006.07.
12.	Naoji Yamamoto, Kimiya Komurasaki and Yoshihiro Arakawa, Discharge Current Oscillation in Hall Thrusters, JOURNAL OF PROPULSION AND POWER, 10.2514/1.12759, 21, 5, 870-876, Vol.21, No.5, september-October, 2005, pp.870-876, 2005.09.
13.	山本直嗣,　中川貴史, 小紫公也, 荒川義博, アノードレイヤ型ホールスラスタの作動特性, 日本航空宇宙学会誌和文論文論文集, 第51巻596号(2003), pp.492-497., 2003.09.

主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等

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主要学会発表等

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1.	T.Kanagawa, H.Masui, N.Yamamoto, H.Nakashima, Numerical Analysis for Effect of Magnetic Field Configuration on the Trust Performance in a Miniature Ion Engine, 6th Int. Symp. on Applied Plasma Science, 2007.09.
2.	M. Oya, N. Yamamoto, S. Ogawa, Y. Kajimura and H. Nakashima, Energy Balance in a Radio Frequency Electrothermal Thruster with Water Propellant., 6th Int. Symp. on Applied Plasma Science, 2007.09.
3.	山本直嗣,, ホールスラスタの放電振動,, 電気推進小研究会〜ホールスラスタについて〜, 2006.03.
4.	Naoji Yamamoto, Hiroshi Kataharada, Takayuki Chikaoka, Hirokazu Masui, and Hideki Nakashima., Yoshiyuki Takao,, Effect of Antenna Configuration on Thrust Performance in a Miniature Microwave Discharge Ion Engine,, 29th International Electric Propulsion Conference,, 2005.11.
5.	山本　直嗣, 電気推進ロケットの現状と課題,, プラズマ夏の学校2004年, 2004.08.
6.	Naoji Yamamoto, Kimiya Komurasaki and Yoshihiro Arakawa,, A Suppression method of Discharge Current Oscillations in a Hall Thruster, 40th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion conference & exhibit, 2004., 2004.07.

特許出願・取得

特許出願件数 0件

特許登録件数 1件

学会活動

所属学会名

プラズマ応用科学会

アメリカ航空宇宙学会

Japan Society of Aeronautical and Space Sciences

応用物理学会

Institute of Applied Plasma Science

American Institute of Aeronautics and Astronautics

日本航空宇宙学会

学協会役員等への就任

2020.04～2022.03, 日本航空宇宙学会, 運営委員.

2018.03～2021.03, 日本航空宇宙学会, 運営委員.

2012.04～2013.03, 運営委員, 運営委員.

学会大会・会議・シンポジウム等における役割

2016.03.17～2016.03.18, the 8th Asian Joint Conference on Propulsion and Power Asian Joint Conference on Propulsion and Power,, 座長（Chairmanship）.

2015.07.06～2015.07.10, 30th International Symposium on Space Technology and Science/34th IEPC , 司会（Moderator）.

2015.01.15～2015.01.16, 平成26年度宇宙輸送シンポジウム, 司会（Moderator）.

2014.01.16～2014.01.18, 平成25年度宇宙輸送シンポジウム, 司会（Moderator）.

2013.01.17～2013.01.18, 平成24年度宇宙輸送シンポジウム, 司会（Moderator）.

2013.03.04～2013.03.05, 第53回航空原動機・宇宙推進講演会, 司会（Moderator）.

2012.11.20～2012.11.22, 第５6回宇宙科学技術連合講演会, 司会（Moderator）.

2011.11.30～2011.12.02, 第５５回宇宙科学技術連合講演会, 司会（Moderator）.

2011.06～2011.06, 28th International Symposium on Space Technology and Science, 司会（Moderator）.

2011.01, 平成22年度宇宙輸送シンポジウム, 司会（Moderator）.

2011.03, 第51回航空原動機・宇宙推進講演会, 司会（Moderator）.

2009.12～2009.12, 日本航空宇宙学会西部支部講演会2009, 司会（Moderator）.

2009.09～2009.09, The 31th International Electric Propulsion Conference, 司会（Moderator）.

2009.06～2009.06, 27th International Symposium on Space Technology and Science, 司会（Moderator）.

2009.03, 第49回航空原動機・宇宙推進講演会, 司会（Moderator）.

2009.01, 平成20年度宇宙輸送シンポジウム, 司会（Moderator）.

2008.06～2008.06, 26th International Symposium on Space Technology and Science, 司会（Moderator）.

2007.09, The 30th International Electric Propulsion Conference, 司会（Moderator）.

2007.03, 第47回航空原動機・宇宙推進講演会, 司会（Moderator）.

2007.01, 平成18年度宇宙輸送シンポジウム, 司会（Moderator）.

2006.01, 平成17年度宇宙輸送シンポジウム, 司会（Moderator）.

2004.06, 24th International Symposium on Space Technology and Science, 座長（Chairmanship）.

2016.07.04～2016.07.10, 34rd International Electric Propulsion Conference, 出版委員会.

2016.07.04～2016.07.10, the 30th International Symposium on Space Technology and Science, 出版委員会.

2013.06.02～2013.06.09, the 29th International Symposium on Space Technology and Science , セッションB プログラム委員.

2010.05～2011.06, the 28th International Symposium on Space Technology and Science , セッションB プログラム委員.

2009.05, the 27th International Symposium on Space Technology and Science , セッションB 委員.

2005.10, 第56回国際宇宙会議福岡大会, 出版物部会　実行委員.

学術論文等の審査

年度	外国語雑誌査読論文数	日本語雑誌査読論文数	国際会議録査読論文数	合計
2019年度	6	2	2	10
2018年度	6	4		10
2017年度	5	2		7
2016年度	6	6		12
2015年度	6	3		9
2014年度	6	2		8
2013年度	6	3	1	10
2012年度	3	2		5
2011年度	8	0		8
2010年度	7	1		8
2009年度	3	2		5
2008年度	4			4
2004年度			1	1

その他の研究活動

海外渡航状況, 海外での教育研究歴

コロラド州立大学, UnitedStatesofAmerica, 2022.08～2023.03.

フランス原子力および代替エネルギー庁, France, 2020.02～2020.07.

台湾成功大学, Taiwan, 2018.11～2018.11.

台湾成功大学, Taiwan, 2017.03～2017.04.

上海交通大学, China, 2016.04～2016.04.

上海交通大学, China, 2014.08～2014.08.

George Washington University in Washington, D.C., USA, UnitedStatesofAmerica, 2013.10～2013.10.

GRAND HYATT ATLANTA, UnitedStatesofAmerica, 2012.07～2012.08.

University of Michigan, UnitedStatesofAmerica, 2009.09～2009.09.

Florence, Italy, 2007.09～2007.09.

Colorado State University, UnitedStatesofAmerica, 2008.07～2009.01.

Colorado State University, UnitedStatesofAmerica, 2007.08～2008.03.

受賞

平成23年度科学技術分野の文部科学大臣表彰・若手科学者賞.

The Commendation for Science and Technology by the Minister of Education, Culture, Sports, Science and Technology,The Young Scientists’ Prize, 2011.

Special Encouragement by Japan Society of Aeronautical and Space Sciences, 2009.

2009 Best poster award, 2009 Society of Vacuum Coaters Tech-Conference.

第11回プラズマ応用科学会　論文賞, プラズマ応用科学会, 2013.03.

平成23年度若手科学者賞 , 文部科学省, 2011.04.

第19回（平成21年度）航空宇宙学会奨励賞, 日本航空宇宙学会, 2010.04.

2009 Best poster award, 2009 Society of Vacuum Coaters Tech-Conference, 2009 Society of Vacuum Coaters TechCon, 2009.04.

研究資金

科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)

2004年度～2006年度, 基盤研究(C), 分担, 均一・高密度プラズマ生成アンテナを用いたマイクロ波放電型イオンエンジンの高性能化
.

2004年度～2008年度, 基盤研究(S), 分担, ホール型推進機における放電振動の抑制と高密度プラズマイオンの抽出

.

2005年度～2006年度, 若手研究(B), 代表, モジュール化が可能な小型マイクロ波放電型イオンエンジンの開発.

2009年度～2011年度, 基盤研究(B), 分担, レーザー核融合ロケット推進の原理実証実験.

2011年度～2014年度, 若手研究(A), 代表, ホールスラスタの耐久性向上に関する研究.

2011年度～2012年度, 挑戦的萌芽研究, 代表, キャビティリングダウン分光法を用いたイオンエンジンの寿命評価システムの開発.

2014年度～2015年度, 挑戦的萌芽研究, 代表, 立方晶窒化ホウ素を材料に用いた電界放出型電子源の性能評価.

2014年度～2016年度, 基盤研究(B), 代表, ホールスラスタの放電振動と協調可能な電源の開発.

2016年度～2017年度, 挑戦的萌芽研究, 代表, レーザーレイリー散乱法を用いた中性粒子密度計測法の確立.

2018年度～2021年度, 基盤研究(A), 代表, ホールスラスタにおける異常輸送現象の解明.

2018年度～2021年度, 国際共同研究強化(A), 代表, ホールスラスタにおける異常輸送現象の抑制.

2021年度～2024年度, 挑戦的研究（開拓）, 代表, レーザー核融合ロケットにおけるデタッチメント現象の解明.

2022年度～2024年度, 基盤研究(A), 代表, ホールスラスタにおけるプラズマ乱流の理解と制御.

日本学術振興会への採択状況(科学研究費補助金以外)

2007年度～2007年度, 国際学会等派遣事業, 代表, Internal Plasma Structure Measurements in a Miniature Microwave Discharge Ion Thruster.

2005年度～2005年度, 国際学会等派遣事業, 代表, 小型マイクロ波放電型イオンエンジンにおけるアンテナ形状が推進性能に及ぼす影響.

競争的資金(受託研究を含む)の採択状況

2019年度～2019年度, 宇宙工学委員会戦略的研究費, 代表, 電気推進機における昇華性推進剤の検討.

2016年度～2018年度, 宇宙工学委員会戦略的研究費, 代表, ドラッグフリー衛星への搭載を目指した超小型イオンエンジンの開発.

2013年度～2014年度, 宇宙工学委員会戦略的研究費, 代表, 立方晶窒化ホウ素を材料に用いた電界放出型カソードの開発.

2008年度～2008年度, 研究拠点形成補助金、大学教育の国際化推進プログラム（海外先進研究実践支援）, 代表, 実績に基づく新科学領域への展開.

2007年度～2007年度, 研究拠点形成補助金、大学教育の国際化推進プログラム（海外先進研究実践支援）, 代表, 実績に基づく新科学領域への展開.

共同研究、受託研究(競争的資金を除く)の受入状況

2021.02～2021.06, 代表, 電気推進機プラズマの観測技術の研究.

2020.06～2021.03, 代表, イオン源における多価イオンプラズマ数値解析に関する研究.

2021.06～2022.02, 分担, 電気推進機における昇華性推進剤の検討.

2020.06～2021.02, 分担, 電気推進機における昇華性推進剤の検討.

2021.04～2022.03, 分担, レーザー核融合ロケットに関する研究.

2020.04～2021.03, 分担, レーザー核融合ロケットに関する研究.

2019.04～2020.03, 分担, レーザー核融合ロケットに関する研究.

2019.06～2020.02, 代表, 電気推進機における昇華性推進剤の検討.

2017.09～2018.03, 代表, 低電力ホールスラスタシステムの研究.

2016.12～2017.03, 代表, 低電力ホールスラスタシステムの研究.

2018.06～2019.03, 代表, ドラッグフリー衛星への搭載を目指した超小型イオンエンジンの開発.

2017.06～2018.03, 代表, ドラッグフリー衛星への搭載を目指した超小型イオンエンジンの開発.

2016.06～2017.03, 代表, ドラッグフリー衛星への搭載を目指した超小型イオンエンジンの開発.

2014.06～2015.03, 代表, 立方晶窒化ホウ素を材料に用いた電界放出型カソードの開発　.

2013.06～2014.03, 代表, 立方晶窒化ホウ素を材料に用いた電界放出型カソードの開発　.

2015.07～2016.03, 代表, 電気推進の電源制御に関する研究.

2015.02～2016.06, 代表, 電気推進の電源制御に関する研究.

2014.07～2015.02, 代表, 電気推進の電源制御に関する研究.

2013.01～2014.04, 代表, 大型ホールスラスタの研究.

2012.07～2013.03, 代表, 電気推進装置（ホールスラスタ及び電源）の電気的制御の研究.

2013.09～2014.08, 代表, 電気推進の電源制御の研究.

2012.06～2013.03, 分担, PIC 法+FDTD 法のカップリングコードによるイオンエンジン中和器プラズマの解析.

2012.09～2013.03, 代表, ホールスラスタの性能評価手法の開.

2009.07～2010.02, 分担, イオンエンジングリッド解析ツール検証のためのイオンエンジン実験研究.

2008.06～2010.05, 代表, Laser Diagnostics of the Hall Thruster.

2009.02～2010.03, 代表, 電源制御技術の研究.

寄附金の受入状況

2004年度, 財団法人　宇宙科学振興会, 国際研究集会（海外）参加費用援助.

学内資金・基金等への採択状況

2020年度～2020年度, 第Ⅳ期　大学発ベンチャー事業シーズ育成支援プログラム, 代表, 小型人工衛星において精密制御を可能にするワイドスロットリングレンジイオンエンジンの開発.

2014年度～2014年度, 平成26年度九州大学宙空環境研究センター「一般共同研究」, 代表, ピコ秒レーザーを用いた高エネルギー粒子線源の開発.

2010年度～2010年度, 平成21年度九州大学宙空環境研究センター「一般共同研究」, 代表, デブリ除去用小型衛星に搭載可能なイオンエンジンの開発.

2009年度～2009年度, 平成21年度九州大学宙空環境研究センター「一般共同研究」, 代表, デブリ除去用小型衛星に搭載可能なイオンエンジンの開発.

2010年度～2010年度, 平成２１年度　九州大学教育研究プログラム・研究拠点形成プロジェクト　D-1, 代表, レーザートムソン散乱法を用いたマイクロ波生成プラズマの挙動解析.

2004年度～2004年度, 総合理工学府奨励研究, 代表, 水を用いた超小型ロケットエンジンの研究.

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