2018 Fiscal Year Research-status Report
波動との相互作用によるイオンダイナミクスの複雑性の解明
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18K03574
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
池添 竜也 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (70582849)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 波動粒子相互作用 / 複雑性 / 波動 / イオンダイナミクス / 時系列データ解析 / 無衝突プラズマ / 磁化プラズマ / C-Hマップ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高温磁化プラズマの複雑性を決める素過程を実験的に調べるため、複雑性を分解してイオン系の単純な波動粒子相互作用に着目している。ミラー磁場閉じ込め高温プラズマ実験装置を用いて、その特徴を活かし、1. 磁力線に沿って無衝突で輸送されるイオンの直接計測による速度空間での相互作用の情報取得、2. 非接触な詳細波動計測、3. 制御性のある外部励起波動をアクチュエータとして応答を調べる能動的手法を基軸とし、さらに、得られる時系列データに最新の統計的解析手法を適用することで、波動と相互作用するイオンのダイナミクスに潜む複雑性の実験的検証を行う。
1. イオンの直接計測に関して、複数のAIC波動間の差周波（~100kHz）揺動と高エネルギーイオンの相互作用に着目して、各種実験を行った。差周波揺動の周波数によって、強く相互作用するイオンのエネルギーに違いがあること、径方向依存性があること、大角度散乱が支配的であることが実験的に示唆された。
2. の非接触波動・揺動計測に関して、興味あるAIC波動の差周波（~100kHz）揺動の径方向および方位角方向の構造を2chマイクロ波反射計を用いて計測することに成功した。AIC波動の差周波揺動は、径方向内側に局在しており、また、方位角モード数はm = 0であり、二つのAIC波動(m = -1)との三派結合条件を満たすことが示された。
差周波揺動の出現と共に、揺動成分が支配的となる高エネルギーイオン束の時系列データに対して、Jensen-Shannon Complexity (C)とNormalized Permutation Entropy (H)を求めた。差周波揺動の出現と共に、Cがほとんど変わらない一方、Hが微減する特徴的な振る舞いが、同様の信号に対して共通して得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
従来研究の延長線上に目標を設定できたことにより、実験データ取得について順調に進展させることができた。時系列データ解析についても、現時点で普及しているC-Hマップを適用し、本実験系を特徴化することができ、今後の研究指針を早い段階で整理することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
計測等の準備が順調に進んだため、今後は、制御性のある外部励起波動をアクチュエータとして応答を調べる能動的手法を本格的に実施していく。また、時系列データ解析については、C-Hマップ上の信号の特徴化を越えて、本信号に適した新たな解析手法の開発を狙っていく。
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[Journal Article] Observation of Density Fluctuations Originated from RF Waves with Two-Channel Reflectometer in GAMMA 10/PDX2019
Author(s)
Ryo SEKINE, Ryuya IKEZOE, Seowon JANG, Mafumi HIRATA, Makoto ICHIMURA, Mizuki SAKAMOTO, Shuhei SUMIDA, Koki IZUMI, Atsuto TANAKA, Yushi KUBOTA, Hiroki KAYANO and Yousuke NAKASHIMA
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Journal Title
Plasma and Fusion Research
Volume: 14
Pages: 2402011
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Measurement of End-Loss Ions Originated from Spontaneously Excited High Frequency Waves by Using an MCP Detector on GAMMA 10/PDX2019
Author(s)
Koki IZUMI, Ryuya IKEZOE, Makoto ICHIMURA, Mafumi HIRATA, Mizuki SAKAMOTO, Shuhei SUMIDA, Seowon JANG, Atsuto TANAKA, Yushi KUBOTA, Ryo SEKINE, Hiroki KAYANO and Yousuke NAKASHIMA
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Journal Title
Plasma and Fusion Research
Volume: 14
Pages: 2402033
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Effect of the Potential of Confined Plasma on End-Loss Ion in GAMMA 10/PDX2019
Author(s)
Seowon JANG, Makoto ICHIMURA, Mafumi HIRATA, Ryuya IKEZOE, Mizuki SAKAMOTO, Shuhei SUMIDA, Koki IZUMI, Atsuto TANAKA, Yushi KUBOTA, Ryo SEKINE, Hiroki KAYANO and Yousuke NAKASHIMA
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Journal Title
Plasma and Fusion Research
Volume: 14
Pages: 2402032
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] A Full Wave Simulation on the Density Dependence of a Slow Wave Excitation in the GAMMA 10/PDX Central Cell with TASK/WF3D2019
Author(s)
Ryuya IKEZOE, Yushi KUBOTA, Makoto ICHIMURA, Mafumi HIRATA, Shuhei SUMIDA, Seowon JANG, Koki IZUMI, Atsuto TANAKA, Ryo SEKINE, Hiroki KAYANO, Yoriko SHIMA, Junko KOHAGURA, Masayuki YOSHIKAWA, Mizuki SAKAMOTO, Yousuke NAKASHIMA and Atsushi FUKUYAMA
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Journal Title
Plasma and Fusion Research
Volume: 14
Pages: 2402003
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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