1997 Fiscal Year Annual Research Report
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09308011
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
吉田 善章 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (80182765)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 信幸 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (60023719)
森川 淳二 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (70192375)
二瓶 仁 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (70010973)
小川 雄一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90144170)
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| Keywords | 非中性プラズマ / カオス / 粒子トラップ / 集団運動 / 高ベータプラズマ / 電子ビーム / ダイポール磁場 / シヤ-流 |
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| Research Abstract |
本計画は,リング導体を用いたトーラス系に非中性プラズマを閉じ込めることを目指したものである.これは,他に例のない独創的な閉じ込め方法であり,閉じ込め効率の飛躍的な向上が期待される.非中性プラズマは強い自己電場をもつ.我々は,自己電場による回転流を応用した超高ベータプラズマ閉じ込めを提唱しており,本研究によりその概念の基礎を構築しようとしている.
本研究計画の初年度にあたる平成9年度には,実験装置の主要部である以下の装置を設計・製作し,非中性プラズマの閉じ込めを実証した.
(1)トロイダル磁場発生用コイル・電源の設置:磁場が容器に触れることがないトーラス磁場を用いることによって,種々の荷電粒子を理想的に閉じ込めることができる磁気トラップを開発した.本装置では,リング導体が発生するポロイダル磁場に,トロイダル磁場を重畳することにより,プラズマの集団モードに対して安定な磁場シヤ-をもつ磁場構造を形成できる.電子ビームの入射実験により,最適なトロイダル磁場強度が存在することが明らかになった.
(2)電子ビーム入射用電子銃の設置:最大1kVの定常電子ビーム発生装置と,大電流(1kA)パルス電子銃を開発し,トーラス型トラップに電子を入射して非中性電子プラズマを発生した.電子銃は,セパラトリックスに対して様々な位置と角度をもつことができ,銃から発射された電子がカオスを起こしてトラップに効率良く捕捉されることが確認された.実験によって評価された電子の平均飛行距離は,装置の設計に際して行なった理論計算とよく一致することが確認された.
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[Publications] H.Asakura他: "Collisionless heating of electrons by meandering chaos and its application to a lower-pressure plasma source," Jpn.J.Appl.Phys.36. 4493-4496 (1997)
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[Publications] Z.Yoshida他: "Self-organization,anomalous resistance and anomalous heating in magnetized plasmas," J.Plasma Phys.59. 103-123 (1998)
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[Publications] 吉田善章: "磁場ヌル点におけるプラズマ物理," プラズマ・核融合学会誌. 73. 757-763 (1997)
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[Publications] 吉田善章: "カオスによる異常輸送と加熱," プラズマ・核融合学会誌. 73. 1275-1281 (1997)
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[Publications] Z.Yoshida: "Applications of the Beltrami functions in plasma physics," Nonlinear Anal.Theory Methods Appl.30. 3617-3627 (1997)
