| 研究課題/領域番号 |
11680492
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
プラズマ理工学
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| 研究機関 | 核融合科学研究所 |
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研究代表者 |
冨田 幸博 核融合科学研究所, 理論・シミュレーション研究センター, 助教授 (40115605)
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| 研究分担者 |
石田 昭男 新潟大学, 理学部, 教授 (30108013)
岡田 成文 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40135661)
廣岡 慶彦 核融合科学研究所, 研究・企画情報センター, 助教授 (60311213)
難波 忠清 核融合科学研究所, 研究・企画情報センター, 助教授 (40115613)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2001年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2000年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1999年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | 磁場反転配位 / 周辺プラズマ / ダイバータプラズマ / プラズマシース / 中性粒子 / ダイバータ / 非一様磁場 / シース / ミラー磁場 / 無衝突ピッチ角散乱 / 粒子損失 / 粒子シミュレーション |
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| 研究概要 |
1)磁場反転配位(FRC)における、セパラトリクス外側の周辺部プラズマの粒子閉じ込め機構解明の研究を行った。FRC配位においては磁場がゼロであるX点(双曲型特異点)が存在するため生ずる無衝突ピッチ角散乱による拡散が起こる。この機構を解明するために、粒子分布関数を無衝突ピッチ角散乱を考慮したボルツマン方程式を用いて解析し、粒子のエネルギー、正準運動量、作用変数、流れ関数、及び磁束関数を用いて定常解を求めた。
2)FRCやトカマクなどの周辺プラズマと接触しているダイバータ板などの金属板近傍でのプラズマの振る舞い解明の研究を行った。通常金属板前面では磁力線が斜めに開いて入射している。このような状況において板前面での安定なシース形成条件とプラズマ領域での電位形成条件の理論解析を行った。板に向かって開いた磁力線はその勾配が静電的電界と同様に板に向かってイオンを加速する。これらの加速のためにダイバータ前面での安定なシース形成条件は一様な磁場の場合に比べてシース入り口でのイオン音速に課せられる条件が厳しくなることがわかった。しかし、その大きさの変化は磁場の変化長に対するデバイ長の大きさで通常のプラズマでは10^<-6>程度になり無視できる。さらに、シース前面のプラズマ領域での安定な静電電位形成の理論解析を行った。そこでは、イオン生成として電子衝突による中性粒子のイオン化を考えた。この状態でのプラズマ領域入り口でのイオン平均流速に課せられる条件を導出した。その結果として、プラズマ領域で中性粒子が存在しないとイオン流速はイオン音速より大きい必要があるが、中性粒子が存在して電子衝突等によるイオン源が存在すればプラズマ入り口でのイオン平均速度はイオン音速より小さくても安定な電位が形成することを示した。
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