2020 Fiscal Year Annual Research Report
非中性プラズマを応用した制御自己ポテンシャル場が創り出す２流体プラズマの動力学
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18H01194
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
比村 治彦 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 教授 (30311632)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三瓶 明希夫 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 准教授 (90379066)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ２流体プラズマ / 差動回転平衡 / 非中性プラズマ / ネストトラップ / プラズマ流 / 画像解析 / PICシミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
通常のプラズマはイオン群と電子群から成り立っている。従来は、プラズマは全体として電気的中性状態と考えられてきた。しかし、先進プラズマ物理学では、イオン群と電子群は、それぞれ独立にイオンプラズマと電子プラズマを構成し、それらイオンプラズマと電子プラズマの2流体プラズマ状態になっているという考え方がある。これを実験的に実証するために、本研究ではリチウムイオンプラズマと電子プラズマを用いて、2流体プラズマの存在可否を実験的に探索した。今年度の研究実績は以下である。
(1) 電子プラズマの密度を10^{13} m^{-3}と固定して、リチウムイオンプラズマの密度を10^{11-12} m^{-3}で変化させながら、イオンプラズマと電子プラズマをネストトラップで重畳する実験を終了した。電子プラズマへと重畳させる実験を継続して、実験データの蓄積を行った。密度差があるにもかかわらず、破壊的な不安定性は生じていないように見える。この観測事実の論文化を進めている。
(2) ニードルプローブをプラズマ閉じ込め用ネスト型トラップの端部に設置して、そのニードルプローブにより切り取られた影の回転角がリチウムイオンプラズマと電子プラズマで異なることになる予測に基づいた差動回転検出実験については、電子プラズマ画像データ上で影は明瞭に見える。しかし、電子プラズマの軸方向運動が速すぎるために、影の回転を判別できない。一方、イオンプラズマは影がぼけているものの、わずかに回転しているように見える。これを明らかにするために、高速度カメラでの撮影を企画した。
(3) 観測結果を説明する理論計算の一つを差動剛体回転モデルをベースに完了した。これの論文化を進めている。また、サスカチェワン大学の研究者とともに、スーパーコンピューターを用いたPICシミュレーションを継続している。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(14 results)
