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プラズマを用いた粒子加速器に関する総合的研究

研究課題

研究課題/領域番号 05302073
研究種目

総合研究(A)

配分区分補助金
研究分野 プラズマ理工学
研究機関宇都宮大学

研究代表者

西田 靖  宇都宮大学, 工学部, 教授 (00005315)

研究分担者 間瀬 淳  筑波大学, 物理工学, 助教授 (00023325)
畠山 力三  東北大学, 工学部, 助教授 (00108474)
北川 米喜  大阪大学, レーザー, 助教授 (40093405)
小方 厚  高エネルギー研究所, 教授 (60023727)
杉原 亮  名古屋大学, 理学部, 教授 (80023711)
研究期間 (年度) 1993 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
1995年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1994年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1993年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
キーワードプラズマ利用加速器 / 大振幅電子プラズマ波 / プラズマレンズ / レーザー加速 / プラズマの電流駆動 / 粒子捕捉 / フェムト秒物理 / プラズマ波と粒子との相互作用 / フェムト秒の物理 / フェトム秒の物理 / 電子プラズマ波 / レーザー航跡場 / VpxB加速器 / 電流駆動 / 磁気圏プラズマ / 天体プラズマ
研究概要

本研究計画は過去3ケ年継続され、今年度はそのまとめの年度であった。研究計画は主に次の課題について実行された。すなわち、(1)「大振幅プラズマ波動と粒子との相互作用」およびプラズマ(2)「分布関数の制御」等の基礎的研究、さらに(3)「新方式プラズマ利用加速器およびプラズマレンズ効果」、及び(4)核融合プラズマの「電流駆動と補助加熱」に関する研究等であり、それらの基礎現象の詳細な解明と新しいプラズマ物理学の分野を開く基礎固めを行うことであった。
そのために、大振幅波動の高効率励起、その計測法、及び波による粒子捕捉現象に関する問題(山岸、間瀬、畠山、小森、羽鳥を中心、以下同様)、超高エネルギー粒子加速及びブーム収束に伴う問題(小方、吉田、柴田、中島)、マイクロ波利用加速器に関する問題(西田、八束、杉原、湯上)、大型レーザー加速器に関する問題(三間、北川、坂井、竹内)、プラズマ中の大電流駆動に関する問題(曄道、八坂)、などの課題の解決をはかるための検討会や作業会を行った。その結果、昨年度には、始めてレーザー航跡場加速法の実証に成功した。
今年度後半は、科学技術庁原子力研究所に新研究所が関西地区に開設されたことを受けて、合同の研究会を企画した。この研究所はレーザー加速開発とその応用を中心課題としており、我々の総合研究の発展的延長線上に位置づけられる。この合同研究会(約35名参加)跡、我々のグループのみの研究成果発表会(26名参加)も行った。いずれも大盛会のうちに研究会を終了した。今年度で本研究は終了するが今後も緊密な連絡を取りつつ研究を進展させることを約束した。全体として、非常に大きな成果が得られた計画であった。

報告書

(4件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (43件)

  • [文献書誌] N.Yugami,et al.: "Electron Acceleration by a Transverse Electron wave Supplemented with a Crossed Static Magnetic Field" Phys.Rev.Lett.76. 1635-1638 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] X.Xu,et al.: "Frequency Up-Shift in the Interaction of High Power Microwave with Underdense Inhomogeneous Plasma" J.Plasma and Fusion Research. 72. 91-102 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Yugami,et al.: "Mach Cone Structure Generated by the Interaction of a Short Microwave Pulse with a Plasma" Plasma Phys.And Controlled Fusion. (in press).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Sugihara,et al.: "Gaussian Laser Beam in a Magnetized Plasma" J.Phys.Soc.Japan. 64. 4156-4162 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nakajima,et al.: "Observation of Ultrahigh Gradient Electron Acceleration by a Self-Modulated Intense Short Laser Pulse" Phys.Rev.Lett.74. 4428-4431 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Mase,et al.: "Cross-polarization Scattering from Electromagnetic Plasma Waves in lon Cyclotron Range of Frequencies" Jpn.J.Appl.Phys.34. L1494-L1496 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Yugami,et al.: "Vp X B Acceleration Experiments Using Disk-Loaded Accelerator" Jpn.J.Appl.Phys.34. L1398-L1401 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Komori: "Correlation Dimension and Largest Lyapunov Exponent for Broadband Edge Turbulence in the Compacket Helical System" Phys.Rev.Lett.73. 660-663 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Takeuchi: "Electron Acceleration by Longitudinal Electric Field of a Gaussian Laser Beam" J.Phys.Soc.Japan. 63. 1186-1193 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Hatakeyama: "Test-Particle Drifts in Traveling Waves with Cyclotron Frequencies" Phys.Rev.E. 52. 6664-6670 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Maekawa,et al.: "Fast Electron Momentum Distributions in Lower Hybrid and Electron Cyclotron Current Drive Plasma" Phys.Lett.A. 208. 143-149 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Yugami et al.: "Electron Acceleration by a Transverse Electron wave Supplemented with a Crossed Static Magnetic Field" Phys.Rev.Lett.Vol.76. 1635-1638 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] X.Xu et al.: "Frequency Up-Shift in the Interaction of High Power Microwave with Underdense Inhomogeneous Plasma" J.Plasma and Fusion Research. Vol.72. 91-102 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Yugami et al.: "Mach Cone Structure Generated by the Interaction of a Short Microwave Pulse with a Plasma" Plasma Phys.And Contralled Fusion. in press.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Sugihara et al.: "Gaussian Laser Beam in a Magnetized Plasma" J.Phys.Soc.Japan. Vol.64. 4156-4162 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nakajima et al.: "Observation of Ultrahigh Gradient Electron Acceleration by a Self-Modulated Intense Short Laser Pulse" Phys.Rev.Lett.Vol.74. 4428-4431 (1995)

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    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Mase et al.: "Cross-polarization Scattering from Electromagnetic Plasma Waves in lon Cyclotron Range of Frequencies" Jpn.J.Appl.Phys.Vol.34. L1494-L1496 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Yugami et al.: "Vp X B Acceleration Experiments Using Disk-Loaded Accelerator" Jpn.J.Appl.Phys.Vol.34. L1398-L1401 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Komori et al.: "Correlation Dimension and Largest Lyapunov Exponent for Broadband Edge Turbulence in the Compacket Helical System" Phys.Rev.Lett.Vol.73. 660-663 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeuchi et al.: "Electron Acceleration by Longitudinal Electric Field of a Gaussian Laser Beam" J.Phys.Soc.Japan. Vol.63. 1186-1193 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Hataleyama et al.: "Test-Particle Drifts in Traveling Waves with Cyclotron Frequencies" Phys.Rev.E. Vol.52. 6664-6670 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Maekawa et al.: "Fast Electron Momentum Distributions in Lower Hybrid and Electron Cyclotron Current Plasma" Phys.Lett.A. Vol.208. 143-149 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Yugami et al.: "Electron Acceleration by a Transverse Electromagnetic Wave Supplemented with a Crossed Static Magnetic Field" Phys. Rev. Lett.76. 1635-1638 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] X. Xu et al.: "Ferquency Up-Shift in the Interaction of High Power Microwave with Underdense Inhomogeneous Plasma" J. Plasma and Fusion Research. 72. 91-102 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] N. Yugami et al.: "Mach Cone Structure Generated by the Interaction of a Short Microwave Pulse with a Plasma" Plasma Phys. And Controlled Fusion. ((in press))

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] R. Sugihara et al.: "Caussian Laser Beam in a Magnetized Plasma" J. Phys. Soc. Japan. 64. 4156-4162 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K. Nakajima et al.: "Observation of Ultrahigh Gradient electron Acceleration by a Self-Modulated Intense Short Laser Pulse" Phys. Rev. Lett.74. 4428-4431 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] A. Mase et al.: "Cross-Polarization Scattering from Electromagnetic Plasma Waves in Ion Cyclotron Range of Frequencies" Jpn. J. Appl. Phys.34. L1494-L1496 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] N. Yugami et al.: "VpxB Acceleration Experiments Using Disk-Loaded Accelerator" Jpn. J. Appl. Phys.34. L1398-L1401 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T. Maekawa et al.: "Fast electron momentum distributions in lower hybrid and electron cyclotron current drive plasmas" Phys. Lett. A. 208. 143-149 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] R. Hatakeyama et al.: "Test-particle drifts in traveling waves with cyclotron frequencies" Phys. Rev. E. 52. 6664-6670 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nishida: "Observation of Temporal Plasma-Wave Echoes in an Ion-Wave Regime" Phys.Rev.E. 49. 1, (1994.)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nishida: "“Traveling Wave Amplifier using VpxB Effect"" Int.J.Infrared and Milimeter Wave. 15. 683-694, (1994.)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nishida: "“Large-Amplitude Pulse Response at the Plasma Boundary in an Ion-Beam System"" Phys.Rev.E. 49. 4442-4447, (1994.)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nishida.: "“Excitation of Wakefield and Electron Acceleration by Short Microwave Pulse"" Physica Scripta. T52. 65-68 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] A.Mase: "Microwave scattering near the cut-off layer by density and magnetic field fluctuations" Plasma Phys.Control.Fusion. 36. 681-693 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] A.Mase,: "Measurement of ICRF waves in the GAMMA 10 tandem mirror using reflectometers" Rev.Sci.Instrum.99. 821-823 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 西田 靖(N.Yugami)等: "Observation of temporal plasma wave echoes in an ion wave regime" Phys.Rev.E. 49(in print). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 杉原 亮(S.Takeuchi)等: "Electron Acceleration by Longitudinal Electric Field of a Gaussian Laser Beam" J.Phys.Soc.Jpn.63(in print). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 小方 厚(H.Nakanishi)等: "Wakefield accelerator using twin linacs" Nucl.Inst.and Meth.in Phys.Res.A328. 596-598 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 畠山 力三(T.Mieno)等: "Electron cyclotron emission from double layers in magnetized collisionless plasma" Phys.Lett.A. (in press). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 北川 米喜(K.Matsuo)等: "Stabilization of Double-Line CO_2 Laser Oscillation for Beat-Wave Acceleration" Rev.Laser Engineering. 21. 514-519 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 間瀬 淳(A.Mase)等: "Measurement of Alfven ion-cyclotron wave using both X- and O-mode reflectometers" Phys.Fluids B. 5. 1677-1680 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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