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電子プラズマ中へのプラズマ入射によるプラズマ非中性化の試行

研究課題

研究課題/領域番号 14702066
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 プラズマ理工学
研究機関東京大学

研究代表者

比村 治彦  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (30311632)

研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2004年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2003年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2002年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワード電子プラズマ / チタンワッシャーガン / 非中性プラズマ / 反磁性ドリフト / E×Bドリフト / 水素吸蔵金属 / スパッタリング / 沿面放電 / プラズマガン / 自己電場 / プラズマ流 / マッハプローブ / マルンバーグトラップ / イオン回転流 / 非中性化 / 回転流 / ホール素子 / 反磁性信号
研究概要

昨年度の試行実験において,同軸プラズマガンにより生成された中性プラズマを電子プラズマに入射した場合には高いイオン温度に起因する反磁性ドリフトが支配的となり,非中性化によるE×Bドリフトを検証するに至らなかった.そこで,研究最終年度では,別のプラズマ生成を試してみることにした.検討の結果,低いイオン温度を持つ水素プラズマ生成が期待できるチタンワッシャーガンを設計製作して,このガンにより生成された水素プラズマを電子プラズマ中に入射する実験計画を進めた.
製作したチタンワッシャーガンは,レアメタリック社により特注製作して頂いたチタンワッシャー5枚により組み立て,これを新たに設計製作した放電回路を用いて放電を試みた.生成された水素イオンに与えるエネルギーを最小とするために,この放電回路は負電圧充電回路となっている.チタンワッシャーに対する水素吸蔵は,日本ヘイズ社の真空炉,及びカンドリ工業社の水素炉を用いて実施した.
生成されたプラズマはシングルプローブ法により測定した.データより,プラズマ密度は〜10^<17>m^<-3>となっておりターゲット領域のプラズマ密度となっている.温度については,飛行時間測定法による見積もりでは,約2eVとなっているが,これについてはプローブによる電流-電圧特性等によるクロスチェックが必要である.
上記のプラズマ源については,放電回数が十分に上がらずにチタンワッシャーガン内部で絶縁破壊を生じやすい現象が続いた.原因を究明した所,チタンワッシャーへの水素吸蔵時に不純物が混入しており,放電時にその不純物がガン内部にスパッタリングされ,この不純物を通じて沿面放電している事が明らかになった.現在,不純物が混入しない水素吸蔵機器を設計製作しており,再度,チタンワッシャーに水素吸蔵を行った上で,低温プラズマの電子プラズマへの入射を行う予定にしている.

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (5件) 文献書誌 (5件)

  • [雑誌論文] Production of helical non-neutral plasmas by collisionless electron penetration2005

    • 著者名/発表者名
      H.Himura et al.
    • 雑誌名

      J. Plasma Fusion Res.SERIES 7(in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Fluctuation measurement in electron penetration experiment on helical magnetic configuration2005

    • 著者名/発表者名
      H.Wakabayashi, H.Himura et al.
    • 雑誌名

      J. Plasma Fusion Res.SERIES 7(in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of toroidal plasma flow in an internal conductor trap2005

    • 著者名/発表者名
      H.Saitoh, Z.Yoshida, H.Himura et al.
    • 雑誌名

      J. Plasma Fusion Res.SERIES 7(in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Experiments on injecting electrons into helical magnetic field configuration2004

    • 著者名/発表者名
      H.Himura et al.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Plasma Science 32・(2)

      ページ: 510-516

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Confinement of pure-electron plasmas in a toroidal magnetic-surface configuration2004

    • 著者名/発表者名
      H.Saitoh, Z.Yoshida, C.Nakashima, H.Himura et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 92・25

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] H.Himura, et al.: "Experimental investigation of helical non-neutral plasmas"Non-Neutral Plasma Physics. V. 293-301 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Himura, et al.: "Observation of collisionless inward propagation of electrons into helical vacuum magnetic surfaces via stochastic magnetic fields"Physics of Plasmas. 11(2). 492-495 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Himura, et al.: "Filament size of floating-emissive probe for low density plasmas with large space potential"Review of Scientific Instruments. 74(11). 4658-4662 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 石田昭男, 比村治彦: "超高ベータ緩和配位"プラズマ・核融合学会誌. 79・2. 157-162 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Himura et al.: "Penetration of electrons inside helical field configuration via stochastic magnetic Layer"Proceedings of the 1996 International Conference on Plasma Physics. (accepted).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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