1997 Fiscal Year Annual Research Report
非線形ランダウ減衰による波動散乱と相対論的電子の加速・加熱
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08680508
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| Research Institution | EHIME UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
菅谷 礼爾 愛媛大学, 理学部, 教授 (30036397)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前原 常弘 愛媛大学, 理学部, 助手 (40274302)
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| Keywords | 非線形ランダウ減衰 / カスケードプロセス / コンプトン散乱 / 相対論的電子ビーム / 粒子加速 / 垂直イオン加速 / 電位形成 / 異常輸送 |
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| Research Abstract |
1.磁化プラズマ中の静電波の非線形ランダウ減衰に対する相対論的輸送方程式と波動方程式程式を導出し、低域混成波の非線形ランダウ減衰による相対論的電子ビームの効率のよい加速が可能である事を数値解析を行ない明らかにした(J.Plasma Phys.56,(1996)193-207)。
2.磁化プラズマ中を磁場と殆ど直角に伝播する2つの異常波の非線形ランダウ減衰(コンプトン散乱)による相対論的電子ビーム加速について、粒子の運動方程式の解析を行ない輸送方程式の数値解析と同じ結果が得られた。即ち異常波の周波数が右回り遮断周波数よりも大きい時、及びビ-ト波の位相速度がビーム速度より大きい時にビーム加速が起こる事が分かった(Proc.Int.Conf.on Plasma Phys.,Nagoya,Japan,1(1996)418-421)。
3.非磁化プラズマ中の電磁波の非線形ランダウ減衰による相対論的電子ビーム加速の粒子シミュレーションを行なってビーム電子補足について調べた結果、電子ビームの最大エネルギーは、2m_ec^2T_D^2となり理論的予測と一致する事が分かった(Proc.Int.Conf.on Plasma Phys.,Nagoya,Japan,1(1996)430-433)。
4.磁化プラズマ中の静電波の準線形効果と非線形ランダウ減衰に対する速度空間拡散方程式を導く事により、異常輸送とこれによる空間電位形成を表わす輸送方程式が導出された。この理論により、電子ビーム・プラズマ系において観測された異常輸送現象と空間電位形成の理論的説明が可能となった。この結果は、トカマクプラズマ中の鋸歯状波動の崩壊やエッジプラズマでの異常輸送現象と空間電位形成の機構解明にも適用可能である。更に、宇宙プラズマにおいて観測される波動による磁場を横切る高エネルギーイオン加速の機構の説明にも適用出来る(Proc.Int.Conf.on plasma Phys.,Nagoya,Japan,1(1996)426-429;7th Europ.Fusion Theor.Conf.,Julich,Germany,(1997),P1-23)。
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[Publications] 菅谷礼爾, 前原常弘, 須川正雄: "Relativistic electron beam acceleration by Compton scattering of extraordinary waves" Proceedings of 1996 International Conference on Plasma Physics,Nagoya,Japan. 1巻. 418-421 (1996)
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[Publications] 菅谷礼爾, 宇江昭浩, 前原常弘, 須川正雄: "Relativistic electron beam acceleration by cascading nonlinear Landau damping of electromagnetic waves in a plasma" Proceedings of 1996 International Conference on Plasma Physics,Nagoya,Japan. 1巻. 422-425 (1996)
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[Publications] 前原常弘, 長谷光洋, 生松一徳, 美曹敏史, 須川正雄, 菅谷礼爾: "Electron heating by nonlinear Landau damping of electrostatic waves" Proceedings of 1996 International Conference on Plasma Physics,Nagoya,Japan. 1巻. 426-429 (1996)
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[Publications] 前原常弘, 宇江昭浩, 須川正雄, 菅谷礼爾: "High energetic electron acceleration by nonlinear Landau damping of two electromagnetic waves" Proceedings of 1996 International Conference on Plasma Physics,Nagoya,Japan. 1巻. 430-433 (1996)
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[Publications] 菅谷礼爾: "Fluctuation-Insuced Transport and Potential Formation across a Magnetic Field" The 7th European Fusion Theory Conference,Julich,Germany. P1-23 (in press). (1997)
