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粒子運動を考慮した駆動型磁気リコネクション実験の3次元化

研究課題

研究課題/領域番号 10044129
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
研究機関東京大学

研究代表者

桂井 誠  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (70011103)

研究分担者 林屋 均  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助手 (80313013)
板垣 敏文  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (60242012)
小野 靖  東京大学, 高温プラズマ研究センター, 助教授 (30214191)
植田 喜延  東京大学, 大学院・工学系研究科, 日本学術振興会特別研究員
井 通暁  東京大学, 大学院・工学系研究科, 文部省特別研究員
フランク アンナG  ロシア科学アカデミー, 一般物理研究所・プラズマ物理学科, 教授
ヤマダ マサアキ  プリンストン大学, プラズマ物理研究所, 主任研究員
カールスラッド ラッセル  プリンストン大学, 天文学科, 教授
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
8,900千円 (直接経費: 8,900千円)
2000年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
1999年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1998年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
キーワード磁気リコネクション / 3次元リコネクション / イオン異常加熱 / 異常抵抗 / プラズモイド / 電流シート / ファーストショック / プラズマ合体 / 駆動型磁気リコネクション / イオン異常加速 / 駆動型リコネクションモデル
研究概要

本研究を構成するTS-3、MRX、TC-3Dの3つの室内実験を通じて、1)3次元局所化した磁気リコネクションの発見とそれによるリコネクションの高速化の解明、2)磁気リコネクションの異常抵抗のとイオン異常加熱機構の解明、3)リコネクションのファーストショック形成過程の解明、4)プラズモイド放出によるリコネクションの高速化が明らかになった。自発的なリコネクションへの発展機構を担当した日米は桂井、小野、山田の相互訪問を通じ、高速電源による高速合体が可能なTS-3/4が外部駆動型リコネクションを高速化する過程で2次元リコネクションが局所・3次元リコネクションへ転移することを見いだした。低速だが持続時間が長いMRXは、2次元リコネクションながら電場・磁場揺動が電流シートの異常抵抗に関与していることを見いだし、TS-3で昨年認められた異常抵抗と良い一致が得られた。TC-3Dでは電流シートが存在しうる外部3次元磁場の許容範囲を明らかにし、フランクが来日してTS-3の3次元リコネクションとの対応が認識されるに至っている。研究の総まとめとして2000年3月にUniversity of Tokyo Symposium 2000 on Magnetic Reconnection in Space and Laboratory Plasmasを小野、寺沢、柴田、桂井が主催し、本国際共同研究グループを中心として太陽・地球磁気圏の衛星観測や理論・計算機解析グループが一堂に会して、実験室で得られた磁気リコネクションのプラズマ放出や粒子運動的効果について共通認識が得られたことは極めて大きな進展であった。

報告書

(4件)
  • 2001 研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (57件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (57件)

  • [文献書誌] Yasushi Ono: "Fast Magnetic Reconnection with Anomalous Resistivity and Its Applications"Science and Technology of Advanced Material. (掲載予定).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.L.Balandin, Y.Ono, T.Tawara: "Design Study of 3-D Tomography Diagnostics for Spherical Tokamaks"European Physical Journal D. (掲載予定).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ueda, Y.Ono: "Experimental Comparison of Compact RFP, Spheramaks and STs Using Controlled Current Drive"Nuclear Fusion. (掲載予定).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ono et al.: "Ultra-High-Beta Spherical Tokamak with Absolute Minimum-B in Ts-3 Spherical Torus Experiment"Fusion Eergy 2000. (掲載予定).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ono et al.: "Fast Compression of Current Sheet during Externally Driven Magnetic Reconnection"Earth, Planets and Space. (掲載予定).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ueda, Y.Ono et al.: "Comparative Study of CT Equiliprium and Stability Using Controlled Current Drive"Fusion Energy 2000. (掲載予定).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 井, 小野: "磁場反転配位を用いた超高ベータ球状トカマクの生成実験"核融合研究. 76・6. 553-560 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 井, 小野: "TS-3装置における駆動型磁気リコネクションの実験的解明"核融合研究. 75・3. 253-262 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ono, M.Inomoto: "Ultra-High Beta Spherical Tokamak Formation by Use of Oblate Field-Reversed Configuration"Physics of Plasmas. 7・5. 1863-1869 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ono et al.: "New Relaxation of Merging Spheromaks to a Field-Reversed Configuration"Nuclear Fusion. 39・11Y. 2001-2008 (1999)

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  • [文献書誌] 植田, 小野: "プラズマ合体を用いた球状トカマクの初期急速加熱実験"電気学会論文誌・A. 119-A・11. 1319-1323 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小野, 井, 桂井: "プラズマ合体を用いた磁気リコネクション室内実験"核融合研究. 75・4. 467-479 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ono et al.: "Merging Formation of FRC and its Application to High-β ST Formation"Fusion Energy 1998. 2. 931-934 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ueda, Y.Ono: "High-Power Initial Heating of CTs and STs in TS-314 Merging Experiments"Journal of Plasma and Fusion Research. 2. 202-205 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Inomoto, Y.Ono et al.: "High-Power Initial Heating of Compact Torus by Means of Merging Effect"Fusion Energy 1998. 2. 927-930 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 坂井, 小野, 桂井: "低アスペクト比トカマクにおけるティルト不安定とその安定化に関するMHDシミュレーション"核融合研究. 74・11. 1321-1335 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松山, 小野: "縦磁界勾配を加えた磁力線再結合現象"電気学会論文誌・A. 118-A・10. 1188-1189 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小野: "磁場反転配位からのアプローチ"核融合研究. 76・6. 528-532 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ueda, Y. Ono, M. Tsuruda, Y. Murata, G. Yamada, H.: "Comparative Study of CT Equilibrium and Stability Using Controlled Current Drive: Compact RFP, Spheromak, and ST in a Single Device"Fusion Energy. (be published). (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ono, M. Inomoto, T. Matsuyama, T. Murakami and T. Tawara: "Ultra-High-Beta Spherical Tokamak with Absolute Minimum-B in TS-3 Spherical Torus Experiment"Fusion Energy. (be published). (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ueda and Y. Ono: "High-Power Heating of Spherical Tori by Use of Merging / Reconnection Phenomena"Earth, Planets and Space. (to be published).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ono, M. Inomoto, T. Matsuyama, T. Murakami and T. Tawarai: "Ultra-High-Beta Spherical Tokamak Experiment by Use of Torus Plasma Merging in TS-3 Spherical Torus Device"Nuclear Fusion. (to be published).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ueda and Y. Ono: "Experimental Comparison of Compact RFPs, spheromaks, and STs Using Controlled Current Drive"Nuclear Fusion. (to be published).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. L. Balandin, Y. Ono and T. Tawara: "Design study of 3-D tomography diagnostics for spherical tokamarks"European Physical Journal D. Vol.22, No.12 (to be published). (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ono: "Fast Magnetic Reconnection with Anomalous Resistivity and Its Application"Science and Technology of Advanced Material. (to be published).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ono, T. Murakami, M. Inomoto, Y. Ueda, T. Matsuyama, and H. Hayashiya: "Fast Compression of Current Sheet during Externally Driven Magnetic Reconnection"Earth, Planets and Space. (to be published).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Inomoto and Y. Ono: "Formation of Ultra High-Beta Spherical Tokamak Using a Field-Reversed Configuration"Journal of Plasma and Fusion Research. Vol. 76. 553-560 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ono and M. Inomoto: "Ultra-High Beta Spherical Tokamak Formation by Use of Oblate Field-Reversed Configuration"Physics of Plasmas (invited paper). Vol.7, No.5. 1863-1869 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ueda and Y. Ono: "High-Power Initial Heating of CTs and STs in TS-3/4 Merging Experiments"Fusion Energy 1998. Vol. 2. 202-205 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Inomoto, Y. Ono: "Experimental Investigation of Driven Magnetic Reconnection in TS-3 Device"Journal of Plasma and Fusion Research. Vol. 75, No. 3. 253-262 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ono, M. Inomoto and M. Katsurai: "Laboratory Experiment of Magnetic Reconnection by Use of Merging Plasmas"Journal of Plasma and Fusion. Vol. 75, No. 4. 467-480 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ono, M. Inomoto, Y. Ueda, T. Matsuyama, and T. Okaiaki: "New Relaxation of Merging Spheromaks to a Field-Reversed Configuration"Nuclear Fusion. Vol. 39, No. 11Y. 2001-2008 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ueda and Y. Ono: "High-Power Heating Experiment of Spherical Tokamaks by Use of Plasma Merging"The Transaction of the Institute of Electrical Engineers of Japan. Vol. 119-A, No. 11. 1319-1323 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Inomoto, Y. Ueda, Y. Ono, T. Murakami, M. Tsuruda, M. Yamada and M. Katsurai: "High-power Initial Heating of Compact Toms by Means of Merging Effect"Fusion Energy 1998. Vol. 3. 927-930 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ono, M. Inomoto, Y. Ueda, T. Matsuyama, Y. Oshima and M. Katsurai: "Merging Formation of FRC and Its Application to High-β ST Formation"Fusion Energy 1998. Vol. 2. 930-934 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Sakai, Y. Uno and M. Katsurai: "Studies on Tilt Stabilization of Low Aspect Ratio Tokamaks by Means of MHD Simulation"Journal of Plasma and Fusion Research. Vol.74, No.11. 1320-1335 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Matsuyama and Y. Ono: "Effect of Toroidal Magnetic Field Gradient on Magnetic Reconnection"The Transaction of the Institute of Electrical Engineers of Japan. Vol. 118-A, No. 10. 1188-1189 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasushi Ono: "Fast Magnetic Reconnection with Anomalous Resistivity and Its Applications"Science and Technology of Advanced Material. (掲載予定).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.L.Balandin,Y.Ono and T.Iawara: "Design Study of 3-D Tomography Diagnostics for Spherical Tokamaks"European Physical Journal D. (掲載予定).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ueda and Y.Ono: "Experimental Comparison of Compact RFPs Spheromaks and STs Using Contro lled Current Drive"Nuclear Fusion. (掲載予定).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ono et al.: "Ultra-High-Beta Spherical Tokamak with Absolute Minimum-B in TS-3 Spherical Tomis Experiment"Fusion Eergy 2000. (掲載予定).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ono et al.: "Fast Compression of Current sheet during Externally Driven Magnetic Reconnection"Earth, Planets and Space. (掲載予定).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ueda,Y.Ono et al.: "Comparative Study of CT Equilibrium and Stability Using Controlled Current Drive"Fusion Energy 2000. (掲載予定).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 井小野: "磁場反転配位を用いた超高ベータ球状トカマワの生成実験"核融合研究. 76・6. 553-560 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ono and M.Inomoto: "Ultra-high Bata Spherical tokamak Formation by Use of Oblate Field-Reversed Configuration"Physics of Plasmas. 7・5. 1863-1869 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ono,M.Inomoto et al.: "New Relaxation of Merging Spheromaks to a Field-Reversed Configuration"Nuclear Fusion. 39・11Y. 2001-2008 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 小野、井 等: "プラズマ合体を用いた磁気リコネクション室内実験"核融合研究. 75・4. 467-479 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ono,M.Inomoto: "Ultra-High Beta Spherical Tokamak Formation by Use of Oblate Field-Reversed Contiguration"Physics of Plasma. 掲載予定. (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 植田、小野: "プラズマ合体を用いた球状トカマクの初期急速加熱実験"電気学会論文誌A. 119-A・11. 1319-1323 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Inomoto,Y.Ueda,Y.Ono et al.: "High-Power Initial Heating of Compact Torus by Means of Merging Effects"Fusion Energy 1998.

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ono,M Inomoto et.al.: "Merging Formation of FRC and Its Application to High-β ST Formation"Fusion Energy 1998. 掲載予定.

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ono et.al.: "Merging Formation of FRC and Its Application to High-Beta ST Formation" Fusion Energy 1998. (掲載予定).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Inomoto,et al.: "High-Power Initial Heating of Compact Torus by Means of Merging Effect" Fusion Energy 1998. (掲載予定).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 井 通暁.et al.: "TS-3装置における駆動型磁気リコネクション機構の実験的解明" プラズマ・核融合学会誌. 75・3. 掲載予定 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 小野 靖 et al.: "プラズマ合体を用いた磁気リコネクション室内実験" プラズマ・核融合学会誌. 75・4. 掲載予定 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 松山智文・小野 靖: "縦磁界勾配を加えた磁力線再結合現象" 電気学会論文誌A. 118-A・10. 1188-1189 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 坂井真一郎.小野靖.桂井誠: "低アスペクト比トカマクにおけるティルト不安定とその安定化に関するMHDシミュレーション" プラズマ・核融合学会誌. 74.11. 1320-1335 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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