• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

リアルプラズマにおける渦励起と相互作用

研究課題

研究課題/領域番号 12680486
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマ理工学
研究機関核融合科学研究所

研究代表者

田中 雅慶  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (90163576)

研究分担者 吉村 信次  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (50311204)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2002年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2001年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2000年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワードプラズマホール / バーガース渦 / 散逸性渦構造 / 速度ベクトル場 / 渦度 / 異常粘性 / 3極渦 / 反ExB回転 / 粘性 / 流れ / プラズマ / 渦 / 方向性プローブ / 流れ場
研究概要

本研究では、対称性の議論に基づいた方向性プローブ理論を開発し、磁化プラズマ中におけるプラズマ流速とプローブ電流の間の一般関係式を導いた。従来の研究では、磁化されたプラズマに対しては、磁場の影響によってプラズマ流速が正しく評価できないとされてきたが、検証実験によって新しい一般関係式の有効性を確認し、方向性プローブを用いた速度ベクトル場の実験的構成法を確立した。この手法を用いて、プラズマ中の任意の断面における速度ベクトル場から渦度分布を決定し、磁化プラズマ中に形成される渦とその速度場を調べた。
ヘリウムプラズマ中で、中心部に密度空洞を伴う渦(プラズマホール)が励起されるのを観測した。この密度ホールはきわめて急峻な勾配を有しており、イオンラーマー半径の4〜5倍程度の距離で密度が約1/10になるというものである。プラズマホールの速度ベクトル場は、単極の吸込み渦であること、また渦度は中心付近に局在していることなどが明らかになった。イオンに関する流体力学的な解析から渦度方程式を導出し、プラズマホールの渦度分布が散逸性の渦構造(バーガース渦)であることを明らかにした。この実験は、プラズマ中でバーガース渦を同定した初めての実験である。バーガース渦が観測されたということは、プラズマの粘性が無視できないことを意味しており、渦の大きさから算定された動粘性係数は古典的な計算値よりも4桁大きな異常粘性を示した。さらに、プラズマホールの中心部分の電荷準中性度は、通常のプラズマに比べて1000倍程度高く、準中性条件の自発的破れを起こしていることを確認した。この事実と粘性異常との関連が注目される。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (25件)

  • [文献書誌] A.Okamoto: "Experimental observation of a tripolar vortex in a plasma"Physics of Plasmas. 10. 2211-2216 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Okamoto: "Neutral Density Profile Determines the Vorticity of Ion Flow in a Charge Exchange-dominated Plasma"Journal of Plasma and Fusion Research. 78. 1143-1144 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Vranjes: "Analytical Description of a Neutral-lnduced Tripole Vertex in a Plasma"Physical Review Letters. 89. 2650002-1-2650002-4 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nagaoka: "Spontaneous formation of a plasma hole in a rotating magnetized plasma"Physical Review Letters. 89. 075001-1-075001-4 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Y.Tanaka: "Spiral Pattern Formation in a Rotating Cylindrical Plasma"Journal of Plasma and Fusion Researches Series. 4. 131-137 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nagaoka: "Plasma Flow Measurement Using Directional Langmuir Probe under Weakly lon-Magnetized Conditions"Journal of the Physical Society of Japan. 70. 131-137 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Okamoto: "Experimental observation of a tripolar vortex in a plasma"Physics of Plasmas. 10. 2211-2216 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Okamoto: "Neutral Density Profile Determines the Vorticity of Ion Flowin a Charge Exchange-dominated Plasma"Journal of Plasma and Fusion Research. 78. 1143-1144 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J, Vranjes: "Analytical Description of a Neutral-Induced Tripole Vortexin a Plasma"Physical Review Letters. 89. 2650002-1-2650002-4 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nagaoka: "Spontaneous formation of a plasma hole in a rotating magnetized plasma"Physical Review Letters. 89. 075001-1-0750001-4 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Y. Tanaka: "Spiral Pattern Formation in a Rotating Cylindrical Plasma"Journal of Plasma and Fusion Researches Series. 4. 131-137 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nagaoka: "Plasma Flow Measurement Using Directional Langmuir Probe under Weakly Ion-Magnetized Conditions"Journal of the Physical Society of Japan. 70. 131-137 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Okamoto: "Experimental observation of a tripolar vortex in a plasma"Physics of Plasmas. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Okamoto: "Neutral Density Profile Determines the Vorticity of Ion Flow in a Charge Exchange-dominated Plasma"Journal of Plasma and Fusion Research. 78. 1143-1144 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] J.Vranjes: "Analytical Description of a Neutral-Induced Tripole Vortex in a Plasma"Physical Review Letters. 89. 265002-1-265002-4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nagaoka: "Spontaneous formation of a plasma hole in a rotating magnetized plasma"Physical Review Letters. 89. 075001-1-075001-4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Y.Tanaka: "Spiral Pattern Formation in a Rotating Cylindrical Plasma"Journal of Plasma and Fusion Researches Series. Vol.4. 131-137 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nagaoka: "Plasma Flow Measurement Using Directional Langmuir Probe under Weakly Ion-Magnetized Conditions"Journal of the Physical Society of Japan. 70. 131-137 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Y.Tanaka, M.Kono: "Spiral Structure Formation in a Rotating Unstable Plasma"Journal of Plasma and Fusion Researches Series. 4. 131-137 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nagaoka et al.: "Observation of Plasma Hole in a Rotating Plasma"Journal of Plasma and Fusion Researches Series. 4. 359-362 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] A.Okamoto et al.: "Multipole Vortices in an ECR Plasma"Journal of Plasma and Fusion Researches Series. 4. 363-367 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 田中雅慶, 河野光雄: "小特集「プラズマ中の渦とその相互作用」"Journal of Plasma and Fusion Researches. 4. 327-371 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kono and M.Y.Tanaka: "Spiral Structure in Magnetized Rotating Plasmas"Physical Review Letters. Vol.84. 4369-4372 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kono and M.Y.Tanaka: "Theory for Spiral Structure Formation in Rotating Plasmas"Physica Scripta. Vol.T84. 47-51 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nagaoka et al.: "Plasma Flow Measurement Using Directional Langmuir Probe under Weakly Ion-Magnetized Conditions"J.Phys.Soc.Jpn.. Vol.70. 131-137 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

URL: 

公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi