2020 Fiscal Year Annual Research Report
Volumetric recombination in anisotropic non-equilibrium real plasma
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19H01869
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
岡本 敦 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (50396793)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 宏幸 東北大学, 工学研究科, 助教 (30768982)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 境界層プラズマ / エネルギー分布計測 / 衝突輻射モデル / 体積再結合 / ダイバータプラズマ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的である非等方プラズマの再結合過程を記述する衝突輻射モデル構築のために、以下の項目を実施した。
・実験領域の中性ガス圧力を制御するためのオリフィス設置し実験を開始した。中性ガス圧力の空間分布を求める計算コードの開発に着手した。分子流領域を対象とした従来の計算手法から、より高ガス圧力の領域へ計算範囲を拡張する手法を見出した。
・電子エネルギー分布関数を静電プローブ電流－電圧特性の微分係数から取得し、数値微分手法の改善を図った。信号平滑化の条件に対する微分信号の精度を典型的なプラズマ実験データをもとに系統的に調査した。ガス圧力の変化に対するエネルギー分布の関係を明らかにするための実験を開始した。レーザートムソン散乱計測に必要となる光学機器の整備に着手し、散乱光計測ポートを有する専用の真空フランジを製作した。レーザー・分光器・光ファイババンドルを整備し、光ファイババンドルを活用した線スペクトル強度の多点同時計測を開始した。
・エンドプレートのバイアス電源を整備し、バイアス電圧の印加によりプラズマの径方向分布制御実験を開始した。受動分光による線スペクトル強度から衝突輻射モデルの逆問題として径方向分布を推定する手法を開発した。衝突輻射モデルにおけるイオン衝突の影響について、比較的高イオン温度のプラズマでは影響がみられることを実験と計算の比較により明らかにし、電子高エネルギー成分の影響について検討する基礎データを得た。
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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
詳細な実施項目ごとに進捗状況は異なるが、研究全体を総括すると概ね順調に進展しているといえる。
実験領域における中性ガス圧力の制御については、従来より高ガス圧力の領域へ計算範囲を拡張する手法を見出し、実験条件の詳細な設定や中性ガス圧力測定機器の仕様・設置場所の検討に大きな進展があったといえる。
電子エネルギー分布計測に関して、静電プローブ法・レーザートムソン散乱法ともに着実に進展しているが、前者では系統的な実験条件の走査を次年度以降も継続して進める必要がある。散乱計測に必要となる光学機器の整備では、仕様検討・設計および発注・製作の両段階で少しずつの遅れが蓄積している。いずれも新型コロナウィルス感染防止の影響に伴う時間的制約が主たる要因であり、学術的および技術的な大きな困難は生じていない。
衝突輻射モデルの逆問題として径方向分布を推定する手法を開発し、成果を発表できたことは大きな進展である。
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| Strategy for Future Research Activity |
大幅に研究計画を変更することはなく、順調に進展している研究項目は当初の計画通りに推進し、遅れがみられる研究項目はより効率的に推進していく。
条件を系統的に走査して実験データを蓄積するにあたって、実験の効率を向上させることが実験時間確保が制約される状況で有効である。これまで一部手動で対応していた実験シーケンスを自動化することを検討し、次年度は安全を担保しつつ従来より少人数でも実験が実施できるようにする。
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Research Products
(11 results)
