電子プラズマ中へのプラズマ入射によるプラズマ非中性化の試行

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14702066
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 比村 治彦 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (30311632)
• Keywords: 電子プラズマ / プラズマガン / 非中性プラズマ / 自己電場 / プラズマ流 / マッハプローブ / マルンバーグトラップ / イオン回転流

Research Abstract

研究の2年目にあたる本年度においては,マッハプローブ及びその測定系を新たに設計・製作して,そのプローブによる回転流計測を試みた.初期実験の結果は以下の通りであり,プラズマガンから射出されたプラズマ流が電子プラズマ中へと入射するオペレーションモードの場合,マッハプローブの1対の電極から得られる電流差が最大となる.この電流差から計算される速度は〜10^4m/sと見積もられ,予想していたExB速度と同じオーダーの値を示している.また,この流れの向きは,磁場の向きをフリップするとその方向を反転させることから,回転流の信号を示していることは間違いない.したがって,建設した実験装置からの初期データが出ていると考えてよく,現在,ハードウェアサイドを論文としてまとめている.
実験データについては,現在,マッハプローブから得られる電流信号を1対のカレントトランスフォーマー(CT)を介して計測している.しかしながら,この1組のCT間には個体差があることを較正実験において見い出し,特性の揃ったCTを用いる必要性が明らかになった.このための新しいCTは既に入手されており,まもなく電子プラズマを閉じ込めるための井戸型ポテンシャルの深さ及び磁場強度,ならびに電子プラズマ長をもパラメータとしたパラメータスキャン実験を行う予定である.本年度の最後において,ようやく前述の一連の実験結果を遂行・解析することで,プラズマの非中性化に関する基礎事項を得ることができる見通しを得ることができた.

Research Products

• [Publications] H.Himura, et al.: "Experimental investigation of helical non-neutral plasmas"Non-Neutral Plasma Physics. V. 293-301 (2003)
• [Publications] H.Himura, et al.: "Observation of collisionless inward propagation of electrons into helical vacuum magnetic surfaces via stochastic magnetic fields"Physics of Plasmas. 11(2). 492-495 (2004)
• [Publications] H.Himura, et al.: "Filament size of floating-emissive probe for low density plasmas with large space potential"Review of Scientific Instruments. 74(11). 4658-4662 (2003)