1999 Fiscal Year Annual Research Report
粒子運動領域に拡張された3次元高速磁気リコネクション機構の実験的解明
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09480090
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| Research Institution | University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小野 靖 東京大学, 高温プラズマ研究センター, 助教授 (30214191)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
常田 佐久 国立天文台, 太陽物理学研究系, 教授 (50188603)
板垣 敏文 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (60242012)
桂井 誠 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (70011103)
堀内 利得 核融合科学研究所, 理論シミュレーション研究センター, 教授 (00229220)
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| Keywords | 磁気リコネクション / 異常抵抗 / イオンメヤンダリング運動 / イオン異常加熱 / 3次元磁気リコネクション / プラズモイド / ショック / 電流シート |
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| Research Abstract |
本年度は、複数のコイルによって電流シートを強制的に圧縮する実験を行い、磁気リコネクションの高速化する要因として、1)電流シートのメカニカルな放出、2)3次元局所的なX点を形成によるプラズマ排出の多方向化の2つを実験的に明らかにすることができた。1)は電流シートがメカニカル放出されて、その際に磁気リコネクション速度が急増するもので、放出された電流シートはvxBの電界によって直ちに減衰してしまうことが判明した。2)は電流シートの圧縮をあるレベル以上に強めて、リコネクション速度が上昇すると、初期にフローが多方向に広がる局所的なリコネクションが生じてそれが周囲に波及するという高速化機構が生まれるというものである。これらは、いずれも電流の減衰を必要としないことが特徴で、昨年検証した電流シートそのものを減衰させる異常抵抗とは異なる新しい方向の高速リコネクション機構が見いだされたといえる。その他、昨年に見いだしたファーストショックの磁場、密度、流速の微細構造を計測することに成功し、ランキン・ユゴニオ条件を満たすことを明らかにした。同現象と1)は、常田らの太陽コロナのファーストショックやプラズモイド放出を説明する室内実験結果といえる。研究の総まとめして、小野(室内実験)、柴田(太陽観測)、寺沢(地球磁気圏観測)が中心となってUniversity of Tokyo Symposium 2000 on Magnetic Reconnection in Space and Laboratory Plasmasを東京大学にて主催し(参加者140人)、室内実験、実験、計算機シミュレーション、太陽コロナ観測の4者が一致する形で、異常抵抗、電流シート(プラズモイド)放出、3次元局所リコネクションといった高速リコネクション機構や電流シート構造やショックを提示することができた。
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[Publications] Y. Ono, M. Inomoto et al.: "New Relaxation of Merging Sphercmaks to a Field-Reversed Configuration"Nuclear Fusion. 39・11Y. 2001-2008 (1999)
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[Publications] 小野.井 等: "プラズマ合体を用いた磁気リコネクション室内実験"核融合研究. 75・4. 467-479 (1999)
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[Publications] Y. Ono, M. Inomoto: "Ultra-High Beta Spherical Tokamak Formation by Use of Oblate Field-Reversed Configuration"Physics of Plasma. 掲載予定. (2000)
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[Publications] 植田.小野: "プラズマ合体を用いた球状トカマクの初期急速加熱実験"電気学会論文誌A. 119-A・11. 1319-1323 (1999)
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[Publications] M. Inomoto, Y. Ueda, Y. Ono et al.: "High-Power Initial Heating of Compact Torus by Means of Merging Effects"Fusion Energy 1998.
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[Publications] Y. Ono, M. Inomoto et al.: "Merging Formation of FRC and Its Application to High-β ST Formation"Fusion Energy 1998. (掲載予定).
