| 研究課題/領域番号 |
15340202
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
プラズマ科学
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| 研究機関 | 九州大学 (2005)
核融合科学研究所 (2003-2004) |
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研究代表者 |
田中 雅慶 九州大学, 大学院総合理工学研究院, 教授 (90163576)
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| 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)
河野 光雄 中央大学, 総合政策学部, 教授 (00038564)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
16,100千円 (直接経費: 16,100千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2004年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2003年度: 13,100千円 (直接経費: 13,100千円)
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| キーワード | 渦 / 異常粘性 / レーザー誘起蛍光法 / ドップラー分光 / プラズマホール / 粘性渦 / プラズマ / 流れ場 / ドップラーシフト / 誘起蛍光法 |
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| 研究概要 |
プラズマホールと名付けられた特異な渦の形成機構と異常粘性を詳細に調べた。プラズマの流れ場を計測するため、平成15年度に波長可変色素レーザーを導入し、誘起蛍光ドップラー分光システムを開発した。最終年度までに受光系に改良を加え、大幅なSN比の向上とデータ取得時間の短縮化を図った。最終的に、誘起蛍光信号は最大で25倍になり、一回の放電時間(〜120秒)内に波長スキャンを完了することが可能となった。従来は1時間程度必要であった計測が1/30に短縮された。また方向性プローブによる周方向流速分布の測定結果と比較し、良い一致をみた。これにより、高い信頼度でプラズマ流速の測定が可能になった。また、プラズマホールの形成機構を明らかにするため、径方向の力のバランスを詳細に調べた。その結果、中心部は遠心力とローレンツ力がつり合っていることが明らかになった。これは、E×Bドリフトであるとする従来の予想を覆す結果である。この遠心力が決めるドリフトは、大気の運動では旋衡風(cyclostrophic wind)と呼ばれ台風の中心部を構成する流れである。一方台風周辺部の地衡流と呼ばれる流れはE×Bドリフトと同等な流れであることも分かった。結局プラズマホールと台風は類似の渦構造であることを明らかにした。しかしながら、プラズマホールの場合、遠心力が卓越する中心部では約1000デバイ長にわたって準中性条件の自発的破れが起きており、また、異常粘性を示すことも明らかになった。準中性条件はプラズマの最も基本的な性質であり、その条件が自発的に破れることはきわめて例外的である。これらの結果は、2005年オランダで開催された第27回電離気体国際会議で発表し、Best Poster Awardを受賞した。
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