2003 Fiscal Year Annual Research Report

非定常・間欠効果による磁気リコネクションの大規模エネルギー解放の実験的解明

Research Project

Project/Area Number	14380208
Research Institution	The University of Tokyo
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)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	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) 星野真弘東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (90241257) 柴田一成京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70144178) 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)
Keywords	磁気リコネクション / 非定常リコネクション / プラズモイド / 電流シート放出 / 異常抵抗 / 太陽コロナ / 計算機シミュレーション / 地球磁気圏プラズマ
Research Abstract	本年度は、インフローの連続変化実験により、非定常リコネクションを構成する電流シートへのプラズマ粒子流入とアウトフローによる粒子排出を2次元イオン密度計測と磁場計測によるフロー計測から明らかした。電流シート間欠排出による高速リコネクションの物理機構、即ちインフロー流束がアウトフロー流束を上回ると、電流シートが粒子溜まりとして成長してインフローを支え、さらにインフローが大きいとそれが電流シートやプラズモイドとして排出されてさらなるインフロー増加があることが判明した。高速リコネクション発生のもう一つの要件である大きなリコネクション電界の発生についても、同一インフローならば電流シートの異常抵抗の小さい時のみに電流シート間欠放出が発生することが判明した。一方、リコネクションのエネルギー変換作用の2次元計測も2次元イオン温度計測が急進展し、アウトフローによる下流領域2カ所のイオン異常加熱がはっきりと観測され、太陽フレア類似のプラズマ加熱機構が実験室でも確認できた。衛星観測と理論と室内実験を一体化した検討を小野、柴田、星野でさらに発展させ、11月3-5日にはUS-Japan Symposium on Plasma Merging and Magnetic Reconnectionを米国カリフォルニア州カタリナ島で共催し、日米欧の主要研究者と共に非定常リコネクションや電流シート放出の物理について議論を深めた。これらの成果は「プラズマ合体を用いた磁気リコネクション室内実験」の題目でプラズマ核融合学会論文賞、「プラズマ合体研究装置TS-4の完成と各種コンパクトトーラス生成実験の成功」の題目で電気学会進歩賞を受賞するに至っている。また、電流シート拡散の能動制御のための電子サイクロトロン加熱電源の整備(2年計画)が電源部製作により完成となり、試運転に成功した。

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] Y.Ono, T.Kimura et al.: "First and Second-Stable Spherical Tokamaks in Reconnection Heating Experiments"Nuclear Fusion. 43・8. 789-794 (2003)
[Publications] Y.Ono, T.Matsuyama et al.: "Spontaneous and Artificial Generation of Sheared Flow in Oblate FRCs"Nuclear Fusion. 43・8. 649-654 (2003)
[Publications] A.L.Balandin, Y.Ono: "Radial Velocity Profile Reconstruction by Ion Doppler Spectroscopy Measurements"European Physical Journal. 27. 125-130 (2003)
[Publications] Y.Ono, K.Umeda: "FRC Formation Process of Two Colliding Spheromaks with Counterhelicit"IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials. 124-A・1. 62-67 (2004)
[Publications] 村田幸弘, 小野靖: "トーラス合体を用いた磁気リコネクションジェットの実験的解析"電気学会論文誌A. 124-A・2. 62-67 (2004)
[Publications] 村田, 小野: "磁力線再結合現象におけるイオン流速及びイオン温度の制御に関する原理検証実験"電気学会論文誌A. 123-A・6. 543-547 (2003)
[Publications] M.Ugai, Y.Ono et al.: "Physics of Magnetic Reconnection in Plasmas"Research Signpost Co.. 262 (2004)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

非定常・間欠効果による磁気リコネクションの大規模エネルギー解放の実験的解明

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)

Research Products

[Publications] Y.Ono, T.Kimura et al.: "First and Second-Stable Spherical Tokamaks in Reconnection Heating Experiments"Nuclear Fusion. 43・8. 789-794 (2003)

[Publications] Y.Ono, T.Matsuyama et al.: "Spontaneous and Artificial Generation of Sheared Flow in Oblate FRCs"Nuclear Fusion. 43・8. 649-654 (2003)

[Publications] A.L.Balandin, Y.Ono: "Radial Velocity Profile Reconstruction by Ion Doppler Spectroscopy Measurements"European Physical Journal. 27. 125-130 (2003)

[Publications] Y.Ono, K.Umeda: "FRC Formation Process of Two Colliding Spheromaks with Counterhelicit"IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials. 124-A・1. 62-67 (2004)

[Publications] 村田幸弘, 小野靖: "トーラス合体を用いた磁気リコネクションジェットの実験的解析"電気学会論文誌A. 124-A・2. 62-67 (2004)

[Publications] 村田, 小野: "磁力線再結合現象におけるイオン流速及びイオン温度の制御に関する原理検証実験"電気学会論文誌A. 123-A・6. 543-547 (2003)

[Publications] M.Ugai, Y.Ono et al.: "Physics of Magnetic Reconnection in Plasmas"Research Signpost Co.. 262 (2004)

小野靖東京大学, 高温プラズマ研究センター, 助教授 (30214191)