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トーラスプラズマ合体実験を用いた磁気リコネクションの粒子加速・加熱機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 09J06762
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 プラズマ科学
研究機関東京大学

研究代表者

林 由記  東京大学, 大学院・工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2009年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードプラズマ / 磁気リコネクション / プラズモイド / Sweet-Parkerモデル / 太陽フレア / 核融合 / プラズマ加熱
研究概要

磁気リコネクションの非定常高価による高速化を調べるために,トーラスプラズマの合体,分離の2種の実験を行い,プラズモイドの成長と放出課程を磁気プローブ計測により調べた.プラズモイド放出が起こる場合と起こらない場合では磁気リコネクションの特徴は大きく違っていた.プラズモイド放出が無い場合はSweet-Parker的な準定常リコネクションであったがプラズモイド放出のある場合はパイルアップが発生したのちにプラズモイドが放出され,瞬間的にリコネクション速度の増加する過渡的なリコネクションが発生した.プラズモイドの移動速度,加速度をもとめリコネクション速度と比較したところ,プラズモイド加速度が最大のときにリコネクション速度も最大となっていた.プラズモイド放出は抵抗率の低い条件で起きやすく,まず初めに密度パイルアップが発生したのちにプラズモイドが放出されるという2段階を経てリコネクションが高速化していた.このように非MHD的な効果等による異常抵抗がなくとも,過渡的な磁気リコネクションでは高速化が起こり得ることが示された。
これまでのリコネクション実験の応用として,観測で得られた太陽コロナ,彩層における磁気リコネクション現象を模擬した実験を行った.太陽フレアを模擬した3つの磁気ループによる実験ではパルス的なリコネクションが発生した.静電プローブ計測では電子加熱が確認された.磁気リコネクションの高速化には拡散領域における異常抵抗や非定常性といった局所的な物理現象によるものでなく,大域的な磁場構造の変化に起因するものがある.また太陽の黒点ライトブリッジ模擬実験によって観測から予想されるような磁束管と縦磁場間での磁気リコネクションが実際に発生することが確認された.

報告書

(3件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] プラズマ中の磁力線のインパルス型再結合現象2012

    • 著者名/発表者名
      林由記, 伊井亨, 井通暁, 小野靖
    • 雑誌名

      電気学会論文誌. A

      巻: 132 号: 3 ページ: 239-244

    • DOI

      10.1541/ieejfms.132.239

    • NAID

      10030524083

    • ISSN
      0385-4205, 1347-5533
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ion and Electron Heating Characteristics of Magnetic Reconnection in a Two Flux Loop Merging Experiment2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Ono, H.Tanabe, Y.Hayashi, T.Ii, Y.Narushima, T.Yamada, M.Inomoto, C.Z.Cheng
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 107 号: 18 ページ: 185001-4

    • DOI

      10.1103/physrevlett.107.185001

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intermittent magnetic reconnection in TS-3 merging experiment2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Ono, Y.Hayashi, T.Ii, H.Tanabe, S.Ito, A.Kuwahata, T.Ito, Y.Kamino, T.Yamada, M.Inomoto, TS-Group
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 18 号: 11 ページ: 111213-111219

    • DOI

      10.1063/1.3662434

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] プラズマ中の磁力線のインパルス型再結合現象2011

    • 著者名/発表者名
      林由記, 伊井亨, 井通暁, 小野靖
    • 学会等名
      平成23年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Experimental Simulation of Magnetic Reconnection in the Sunspot Light Bridge2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Hayashi, Hiroshi Tanabe, Michiaki Inomoto, Yasushi Ono, Toshifumi Shimizu, Shinsuke Imada, Naoto Nishizuka
    • 学会等名
      52nd Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      アメリカ合衆国, シカゴ
    • 年月日
      2010-11-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Experimental simulations of Solar Coronal Dynamics in TS-42010

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Hayashi, Toru Ii, Michiaki Inomoto, Yasushi Ono
    • 学会等名
      Center of Magnetic Self-Organization General Meeting
    • 発表場所
      アメリカ合衆国, スワルスモア
    • 年月日
      2010-06-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] プラズモイド放出による高速磁気リコネクション実験2010

    • 著者名/発表者名
      林由記, 伊井亨, 井通暁, 小野靖
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2010年大会
    • 発表場所
      千葉, 幕張メッセ国際会議場
    • 年月日
      2010-05-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Impulsive magnetic reconnection by mass pile-up and current sheet ejection in TS-4 merging experiment (1)2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Hayashi
    • 学会等名
      US-JAPAN workshop on Magnetic Reconnection 2010
    • 発表場所
      奈良日航ホテル
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 非定常効果による磁気リコネクションの高速化の検証2009

    • 著者名/発表者名
      林由記
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会第26回年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-12-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Local and Global Transient Effect of Magnetic Reconnection2009

    • 著者名/発表者名
      林由記
    • 学会等名
      51st Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      Atlanta, USA
    • 年月日
      2009-11-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Transient Magnetic Reconnection in the TS-4 Torus Merging Experiment2009

    • 著者名/発表者名
      林由記
    • 学会等名
      10th International Workshop on the Interrelationship between Plasma Experiments in Laboratory and Space
    • 発表場所
      Djuronaset, Sweden
    • 年月日
      2009-06-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] TS-4装置における過渡的磁気リコネクション実験2009

    • 著者名/発表者名
      林由記
    • 学会等名
      TS-4装置における過渡的磁気リコネクション実験
    • 発表場所
      東大柏キャンパス
    • 年月日
      2009-05-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://tanuki.t.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://tanuki.t.u-tokyo.acjp/J-CMSO/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2024-03-26  

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