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負イオン磁化プラズマ中フローシアー不安定性の体系的解明

Research Project

Project/Area Number 04J02954
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Plasma science
Research InstitutionTohoku University
Research Fellow 市來 龍大  東北大学, 大学院工学研究科, 特別研究員(PD)
Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsフロー速度シアー / 不安定性 / 負イオンプラズマ / ドリフト波 / 静電波 / 波数計測 / 非線形波動
Research Abstract

磁化プラズマ中に自己励起する電子反磁性ドリフト波不安定性が,正イオンの沿磁力線フロー速度シアー(平行シアー)及び負イオン種の導入から受ける影響を実験的に観測した.具体的な成果を以下に記す.
1.熱電子源を前年度の六硼化ランタン(LaB_6)塗布型からタングステン(W)直熱型熱陰極に改良し,前年度よりも高い負イオン交換率n_-/n_+を有するプラズマ中でのドリフト波実験を可能にした.
2.負イオン交換率が10%を超える領域においては,さらなる負イオンの導入が平行シアー変調ドリフト波の成長率を減少させることを初めて実験的に観測した.さらに,負イオン交換率が50%を超えると,波動は完全に抑制され,プラズマが安定化することを観測した.
3.負イオン交換率に依存せず,平行シアーにより波動は抑制されることを観測した.
4.ドリフト波の軸方向波数は極めて小さく,プラズマ物理研究の初期段階よりその測定の困難さが問題となってきたが,今回Y型プローブによる新たな波数評価法を提案し,その手法により実際の軸方向波数k_<ll>/2πが0.5〜1m^<1>であることを検出した.
5.米国West Virginia大学で開発されたΓ型プローブを導入し,ドリフト波の周方向モードを観測した.その結果,周方向モードは平行シアー及び負イオン交換率に依存せずに常にm=3であることが明らかとなった.
6.実験的に観測した軸方向波数及び周方向モードの値を用いて,波動の成長率及び周波数の理論値を計算した結果,実験において観測されたドリフト波の平行シアー・負イオン交換率依存性は,運動論的線形不安定性の理論でほぼ説明されることが明らかとなった.
7.上述の実験とは逆の平行シアー強度を与えた場合,D'Angeloモードなる流体不安定性が励起されることが1960年代より予測されているが,そのモードが本実験系では励起されないことを発見した.

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report

Research Products

(16 results)

All 2007 2006 2005 2004

All Journal Article (16 results)

  • [Journal Article] Enhancement and suppression of velocity-shear-driven drift instability due to negative ions2007

    • Author(s)
      R.Ichiki
    • Journal Title

      Fusion Science and Technology Vol.51(in press)

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Drift-wave instability modified by superimposed parallel and perpendicular plasma flow velocity shears2007

    • Author(s)
      T.Kaneko
    • Journal Title

      Fusion Science and Technology Vol. 51(in press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 負イオン磁化プラズマ中沿磁力線フロー速度シア変調ドリフト波の波数計測2007

    • Author(s)
      市来 龍大
    • Journal Title

      日本物理学会2007年春季大会講演概要集 第2分冊

      Pages: 224-224

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Suppression of drift wave instability due to sheared field-aligned flow and negative ions2006

    • Author(s)
      R.Ichiki
    • Journal Title

      Bulletin of The 48th Annual Meeting of The Division of Plasma Physics of The American Physical Society Vol.51 No.7

      Pages: 44-44

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Flow shear effects of drift-wave instability in multi-ion plasmas2006

    • Author(s)
      T.Kaneko
    • Journal Title

      Proceedings of the 13th International Congress on Plasma Physics (CD-ROM)

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 沿磁力線フロー速度シアの符号と負イオンプラズマ中ドリフト波励起の関係2006

    • Author(s)
      市來 龍大
    • Journal Title

      プラズマ・核融合学会第23回年会予稿集

      Pages: 72-72

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] フロー速度シアによる負イオンプラズマ中ドリフト波不安定性の助長・抑制2006

    • Author(s)
      市來 龍大
    • Journal Title

      日本物理学会2006年秋期大会講演概要集 第2分冊

      Pages: 161-161

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      市來 龍大
    • Journal Title

      第6回核融合エネルギー連合講演会予稿集

      Pages: 180-180

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    • Author(s)
      R.Ichiki
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      Proceedings of the 27th International Conference on Phenomena in Ionized Gases

      Pages: 13-239

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      2005 Annual Research Report
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    • Author(s)
      R.Ichiki
    • Journal Title

      Bulletin of The Division 47th Annual Meeting of The of Plasma Physics of The American Physical Society Vol.50,No.8

      Pages: 127-127

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      市來 龍大
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      日本物理学会2005年秋期大会講演概要集 第2分冊

      Pages: 114-114

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  • [Journal Article] 負イオンによる沿磁力線プラズマフロー速度シア駆動不安定性の励起特性変化2005

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      市來 龍大
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      プラズマ・核融合学会第22回年会予稿集

      Pages: 204-204

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      金子 俊郎
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      日本物理学会2005年秋期大会講演概要集 第2分冊

      Pages: 114-114

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  • [Journal Article] Qマシーンプラズマ中フロー速度シア駆動低周波不安定性2005

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      市來 龍大
    • Journal Title

      第8回若手科学者によるプラズマ研究会予稿集 (発表予定)

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] イオンフロー速度シア駆動低周波不安定性に対する負イオンの効果2004

    • Author(s)
      市來 龍大
    • Journal Title

      プラズマ・核融合学会第21回年会予稿集

      Pages: 185-185

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Melting of 2D Coulomb Clusters in Dusty Plasmas2004

    • Author(s)
      R.Ichiki
    • Journal Title

      12th International Congress on Plasma Physics Book of Abstracts

      Pages: 189-189

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-03-31   Modified: 2016-04-21  

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