プラズマ中のドリフト渦とフルート渦の対比的研究

• Project/Area Number: 04680008
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: プラズマ理工学
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 佐伯 紘一 静岡大学, 教養部, 教授 (90005546)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 天岸 祥光 静岡大学, 教養部, 教授 (10042409)
• Project Period (FY): 1992
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1992)
• Budget Amount: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 1992: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: 磁化プラズマ / 渦乱流 / フルート渦 / ドリフト渦

Research Abstract

磁化プラズマの渦乱流による拡散・熱伝導はプラズマ物理における最も興味をそそる課題の一つである。ここでは静電渦に焦点を絞り、まず渦の基本的性質を明らかにした。
1.熱陰極によりラインタイング効果の制御
プラズマ端に置いた熱陰極を直流電源を用いて加熱し、その前面のグリッドにより放出熱電子を変化させた。熱電子の放出が十分であれば、プラズマの磁場に垂直方向の直流的な密度分布と電位分布はボルツマン平衝を保っていることを実験的に確認した。すなわちプラズマは熱電子により電気的に中性化されると同時に、熱電子により熱陰極にラインタイングされていることになる。このラインタイング効果をグリッド電圧により弱くした結果、密度分布と電位分布はボルツマン平衡から大きくずれた。これにより放電プラズマ端に置いた熱陰極より放出される熱電子によるラインタイング効果を制御できることが判明した。
2.ドリフト渦とフルート渦の対比による解明
まず、小電極により励起した電位パルスの振幅が小さい場合、ラインタイング効果を制御することにより、ボルツマン平衡のドリフト波パルスから、不連続に非ボルツマン平衝のフルート波パルスへ変化することを確認した。したがって連続的にその変化を見ることは難しいと思われる。次に、振幅を大きくした場合について、ラインタイング効果を制御することにより、ドリフト渦とフルート渦を観測した。この変化も連続的でなく直流的な密度・電位分布の変化をも考慮することによりこれらの渦の励起を確認した。これらの渦を対比した結果、最も大きな相違は前者が分散性ウエイクを伴なっていることである。今後さらにこれらの渦の性質を明らかにしたい。