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巨大負イオンの局所生成に伴うプラズマ構造形成

研究課題

研究課題/領域番号 09480088
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマ理工学
研究機関東北大学

研究代表者

畠山 力三  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00108474)

研究分担者 平田 孝道  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80260420)
石黒 静児  核融合科学研究所, 助教授 (10193301)
飯塚 哲  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20151227)
佐藤 徳芳  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40005252)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
13,700千円 (直接経費: 13,700千円)
1998年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1997年度: 10,700千円 (直接経費: 10,700千円)
キーワードプラズマ / 巨大負イオン / 局所生成 / 構造形成 / 孤立波的パルス / 孤立波
研究概要

1. 接触電離で発生されるカリウム正イオンと電子から成る定常磁化円柱プラズマ中の局所空間に,炭素がサッカーボール状に結合した球殻構造の分子であるフラーレン(C_<60>)粒子を導入し,電子付着の結果として巨大負イオンを局所的に生成することができた.
2. ここで磁力線方向の現象に着目すると,上流から下流に向かう電子と正イオンの一部を反射する機構が負イオン生成領域に存在し,負の電位構造をもつ孤立波的パルスが間欠的に励起されて負イオン音速程度で下流に伝搬することが分かった.この結果は,一次元シミュレーションによっても得られ,負イオン生成率が小さい場合にはその生成領域に定常的に小さなポテンシャルディップが形成され,負イオン生成率がある閾値を超えて大きくなるとプラズマは不安定な状態に遷移して,局所的荷電分離によるダブルレイヤが形成されると共に,振幅の大きな孤立波的パルスが励起されることが判明した.
3. 次に,磁力線に垂直方向の現象に注目して測定を行った結果,正イオンは半径方向に著しく拡散しその拡散係数は負イオンが生成されていない場合に比べて5〜10倍に急増しており,負イオンはその生成領域の下流側出口付近においてプラズマ中心部から周辺部へ更に顕著に拡散して,周辺部に局在することが明らかになった.
4. この顕著な拡散が観測された領域では,その振幅分布が巨大負イオンの密度分布によって支配され,方位角方向にモード数が1もしくは2で正イオン反磁性方向に伝搬している,正イオン-負イオンから構成される新しい型のドリフト不安定波が発生していることが明らかになった.また,このドリフト波励起とプラズマ拡散には密接な関係があることが明確になった.

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] W.Oohara: "Electrostatic Potential Modibication Due to C^-_<60> Produetion" Proc.of 5th Sympo.on Double Layers-Potential Formation and Related Nonlinear Phenomena in Plasmas. 149-154 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Furuta: "Low-Freguency bnstabilities under a Cross-Field Electric Field in a K^+-C^-_<60> Plasma" Proc.of 5th Sympo.on Double Layers-Potential Formation and Related Nonlinear Phenomena in Plasmas. 300-305 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ishikawa: "Probe Measurements in a Negative Ion Plasma" J.Phys.Soc.Jpn.67. 158-162 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kaneko: "Potential Structure Modified by Electron Cyclotron Resonence in a Plasma Flowalong Magnetic Field Lines with Mirror Conbiguration" Phys.Rev.Lett.80. 2602-2605 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Oohara: "Plasma-Structure Formation Due to a Local Production of Huge Negative Ions" Proc.of 1998 Int.Cong.on Plasma Physics. 22C. 2419-2422 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sasaki: "Spatial Structure of K-Fullerene Plasma" Proc.of 1998 Int.Cong.on Plasma Physics. 22C. 2537-2540 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] OOHARA,Wataru: "Electrostatic Potential Modification Due to C_<60>-Production." Proc.of 5th Sympo.on Double Layers-Potntial Formation and Related Nonlinear Phenomena in Plasmas. 149-154 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] FURUTA,Kazuki: "Low-Frequency Instabilities under a Cross-Field Electric Field in a K^+-C_<60>^-Plasma." Proc.of 5th Sympo.on Double Layers-potntial Formation and Related Nonlinear Phenomena in Plasmas. 300-305 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] ISHIKAWA,Itsuo: "Probe Measurements in a Negative Ion Plasma." J.Phys.Soc.Jpn.Vol.67, No.1. 158-162 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] KANEKO,Toshiro: "Potential Structure Modified by Elec-tron Cyclotron Resonance in a Plasma Flowing along Mag-netic Field Lines with Mirror Configuration." Phys.Rev.Lett.Vol.80, No.12. 2602-2605 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] OOHARA,Wataru: "Plasma-Structure Formation Due to a Local Production of Huge Negative Ions" Proc.of 1998 Int.Cong.on Plasma Physics. Vol.22C. 2419-2422 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] SASAKI,Satoshi: "Spatial Structure of K-Fullerene Plasma." Proc.of 1998 Int.Cong.on Plasma Physics. Vol.22C. 2537-2540 (1998)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kaneko: "Potential Structure Modified by Electron Cyclotron Resonance in a Plasma Flow along Magnetic Field Lines with Minor Configuration" Phys.Rev.Lett.80・12. 2602-2605 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 大原渡: "巨大負イオンの局所生成に伴う自己励起プラズマ揺動" 電気学会プラズマ研究会資料. EP-98-24. 25-30 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] W.Oohara: "Plasma-Structure Formation Due to a Local Production of Huge Negative Ions" Proc.of 1998 Int.Cong.on Plasma Physics. 22C. 2419-2422 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sasaki: "Spatial Structure of K-Fullerene Plasma" Proc.of 1998 Int.Cong.on Plasma Physics. 22C. 2537-2540 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] R.Hatakeyama: "Plasma Potential Formation and Particle Acceleration Due to ECRH in Diverging magnetic Field Lines" Trans.Fusion Technol.35・1T. 325-329 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kaneko: "Formation of Plasma-Flow Dike Potential Due to Local ECR along Converging magnetic-Field Lines" Trans.Fusion Technol.35・1T. 335-339 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kaneko: "Potential formation duets ECR under mirror configurations of magnetic field" Plasma Phys.Control.Fusion. 39・5A. A129-A136 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sasaki: "Production of K-fullerene plasmas using a new-type sublimation oven" Proc.of 1996 Int.Conf.on Plasma Physics. 2. 1990-1993 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] R.Hatakeyama: "Measurements on rolating ion cyclotron range of freguencies induced particle fluxes in axiaymmetaic mirrer plasmas" Phys.Plasmas. 4・8. 2947-2954 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ishiguro: "V-shaped DC patential staucture cansed by current-drigen electrostatic ion-cyclotron instebility" Phys.Rev.Lett.78・25. 4761-4764 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] W.Oohara: "Electrostatic potential modification due to Coo production" Proc.of 5th Sympo.on Dousle Layers-Potential formation and related nonlinear phonomenain plasmms. 149-154 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Furuta: "Low-frequency instabilities under a cross-field electric field in a K^+-C_<60>^- plasma" Proc.of 5th Sympo.on Double Layers-potential formation and related nonliuea planoinea in plasmas. 300-305 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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