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2004 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 InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小野 靖  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30214191)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 柴田 一成  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70144178)
星野 真弘  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (90241257)
堀内 利得  東京大学, 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)
板垣 敏文  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (60242012)
河森 栄一郎  東京大学, 高温プラズマ研究センター, 助手 (90345273)
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

16年度は、8chのCO2レーザ干渉計と2次元可視光(イオン温度・密度)計測を完成し、シートへのプラズマ流入と電流シート内蓄積、リコネクションによる排出の関係を粒子保存則と異常拡散の両面から明らかにした。その結果、リコネクションが準定常から間欠モードへ移行する過程が明らかになった。インフローが低速の時は、シートのインフローとアウトフローが釣り合って準定常リコネクションが実現されるが、インフローが増加すると、1)シートが粒子溜まりとして作用してインフローが高速化する。さらにインフローが増加すると、シート幅δに対するラーマ半径ρの大小によって2ケースが生じた。即ち、縦磁場が小さく、δ<ρのため電流シートに大きな異常抵抗が発生すると、2)シートの異常抵抗拡散により、リコネクション速度が高速化し、一方、縦磁場が大きく同異常抵抗が小さいと、2')プラズモイド放出などの非定常な粒子排出による高速化が発生することが判明した。1)はリコネクション前半、2)2')は後半に高速化を引き起こす。2')では電流シート放出に伴ってシートがダイナミックにラーマ半径程度に狭窄化、或いは磁気島が発生して磁場拡散が発生することが明らかになった。以上、シートの異常拡散とプラズモイドがそれぞれ運動論、MHD領域の高速リコネクション機構になっていることが判明した。最後に能動的検証法として、20kW,0.2msec,2.45GHzの電子サイクロトロン加熱で電流シートを加熱すると、抵抗拡散のみが低下してリコネクション速度が低下した。このことにより、高速リコネクションには粒子放出と抵抗拡散の双方が必要であり、インフローと抵抗拡散、粒子排出の釣り合いがくずれると、定常リコネクションが非定常化し、最後はプラズモイドなど間欠的なエネルギー放出モードへ移行することが明らかになった。

  • Research Products

    (12 results)

All 2005 2004

All Journal Article (12 results)

  • [Journal Article] The method of series expansion for 3-D vector tomography reconstruction2005

    • Author(s)
      A.L.Balandin, Y.Ono
    • Journal Title

      Journal of Computational Physics 202

      Pages: 52-64

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Direct Access to Burning Spherical Tokamak Experiment by Pulsed High-Power Heating of Magnetic Reconnection2005

    • Author(s)
      Y.Ono, K.Umeda, A.L.Balandin
    • Journal Title

      Fusion Energy 2004 (予定)

  • [Journal Article] Ion Kinetic Effect on Bifurcated Relaxation to a Field-Reversed Configuration in TS-4 CT experiment2005

    • Author(s)
      E.Kawamori, Y.Ono, et al.
    • Journal Title

      Fusion Energy 2004 (予定)

  • [Journal Article] 特集「核融合プラズマと多様な宇宙プラズマ活動現象とのアナロジー 2.トーラスプラズマ合体が開く磁気リコネクションの世界 -高ベータ核融合から宇宙・太陽まで-」2005

    • Author(s)
      小野
    • Journal Title

      電気学会誌 125巻,1号

      Pages: 6-8

  • [Journal Article] 中性粒子存在下での磁気リコネクションフローの数値シミュレーションと実験検証2005

    • Author(s)
      村田幸弘, 小野靖
    • Journal Title

      電気学会論文誌A 124-A巻,2号

      Pages: 164-169

  • [Journal Article] 球状トカマクの形状効果に関する数値解析2005

    • Author(s)
      小川徹, 木村俊郎, 小野靖
    • Journal Title

      電気学会論文誌A 124-A巻,2号

      Pages: 393-398

  • [Journal Article] 小特集「球状トカマクの実用炉への展望 2.STはどこまで高ベータ化できるか?」2005

    • Author(s)
      廣田大輔, 小野靖, 有元克行
    • Journal Title

      電気学会論文誌A 124-A巻,2号

      Pages: 152-157

  • [Journal Article] 小特集「球状トカマクの実用炉への展望 1.特集にあたって」2004

    • Author(s)
      小野, 西尾, 高瀬, 長山, 前川
    • Journal Title

      プラズマ・核融合学会誌 80巻,11号

      Pages: 919-920

  • [Journal Article] 小特集「球状トカマクの実用炉への展望 2.STはどこまで高ベータ化できるか?」2004

    • Author(s)
      小野
    • Journal Title

      プラズマ・核融合学会誌 80巻,11号

      Pages: 921-923

  • [Journal Article] 小特集「球状トカマクの実用炉への展望 7.ST炉は解になるのか?」2004

    • Author(s)
      小野, 高瀬, 長山, 西尾
    • Journal Title

      プラズマ・核融合学会誌 80巻,11号

      Pages: 965-970

  • [Journal Article] 小特集「球状トカマクの実用炉への展望 4.センターソレノイド無しの立ち上げ、定常維持は可能か? 4.1 センターソレノイド無しの立ち上げは可能か?」2004

    • Author(s)
      前川, 永田, 御手洗, 小野, 高瀬
    • Journal Title

      プラズマ・核融合学会誌 80巻,11号

      Pages: 935-939

  • [Journal Article] プラズマ合体を用いた高ベータ球状トカマク立ち上げ法の実験的・理論的検討2004

    • Author(s)
      木村俊郎, 宮嵜 悟, 小野 靖
    • Journal Title

      プラズマ・核融合学会誌 80巻,3号

      Pages: 249-255

URL: 

Published: 2006-07-12   Modified: 2016-04-21  

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