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水素ペアイオンプラズマの集団物性解明とイオン連星系の検証

研究課題

研究課題/領域番号 18H01195
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分14010:プラズマ科学関連
研究機関山口大学

研究代表者

大原 渡  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (80312601)

研究分担者 吉田 雅史  山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (80638825)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワードプラズマ・核融合 / ペアイオンプラズマ / 水素負イオン
研究成果の概要

負イオン崩壊させずに,正負イオンから成る水素イオン性プラズマを実現させるために,負イオン崩壊を抑制できる水素正イオン加速電圧とイオン制御グリッド電圧の電圧条件が明らかになった.負イオン崩壊原因として仮説を立てた,原子状水素正負イオンの回転対構造の存在は明確に示せなかったが,水素化アルミ負イオンという次の候補物質に行きついた.静電波を励起・伝搬させて,1 MHz以下の分散関係の詳細が明らかになった.進行波(位相速度が正値),逆進行波(位相速度が負値),後進波(群速度が負値)が存在して,それらモードの周波数帯や減衰率は,正イオンエネルギーに依存していることが明らかになった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

ペアプラズマは粒子運動に関連した時空間対称性を有する独特の媒体なので,その物性解明が世界的に注目されてきた.ペアプラズマに類似する水素イオン性プラズマが実現され,従来に比べて1桁以上高周波数まで,伝搬波の分散関係が明らかになったことは大きな進歩である.また,通常の伝搬波である進行波だけでなく,物理的に理解し難い逆進行波の存在が明らかになったことは,集団物性の解明という基礎研究に新たな知見もたらしたと言える.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (45件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Extraction of negative hydrogen ions produced with aluminum plasma grid2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida M., Watano R., Morinaga Y., Kamikawa T., Oohara W.
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 28 号: 3 ページ: 033512-033512

    • DOI

      10.1063/5.0038262

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Role of deflection magnetic field in hydrogen ionic plasma formation2020

    • 著者名/発表者名
      Oohara W., Kaji T., Hirose K., Fujii M., Watano R., Watai M., Hiraoka Y., Yoshida M.
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 10 号: 9 ページ: 095006-095006

    • DOI

      10.1063/5.0020697

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generation of hydrogen ionic plasma superimposed with positive ion beam2019

    • 著者名/発表者名
      Oohara W.、Fujii M.、Watai M.、Hiraoka Y.、Egawa M.、Morinaga Y.、Takamori S.、Yoshida M.
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 9 号: 8 ページ: 085303-085303

    • DOI

      10.1063/1.5109805

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 進行波と逆進行波が伝搬する水素イオン性プラズマ2020

    • 著者名/発表者名
      弘瀬和正,藤井征志,濵本康平,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第24回支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 膜厚の異なる参加アルミニウムの仕事関数に及ぼす水素プラズマ照射の影響2020

    • 著者名/発表者名
      田中陸太,綿野稜眞,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第24回支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アルミニウムプラズマグリッドを通過した水素負イオンのエネルギー分析2020

    • 著者名/発表者名
      紀幸志郎,丸﨑優太,前田哲志,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第24回支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 大口径テーパー構造のアルミニウムプラズマグリッドを用いた水素イオン性プラズマの生成2020

    • 著者名/発表者名
      濵本康平,加治龍矢,弘瀬和正,藤井柾志,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第24回支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] タンデム型水素プラズマ源のプロトン比最大条件の探索2020

    • 著者名/発表者名
      前田哲志,紀幸志郎,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第24回支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 水素イオン性プラズマにおける後進波の周波数帯と振幅の関係2020

    • 著者名/発表者名
      弘瀬和正,藤井征志,濵本康平,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第37回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 水素プラズマへ入射された高エネルギー正イオン成分のエネルギー散乱2020

    • 著者名/発表者名
      紀幸志郎,丸﨑優太,前田哲志,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第37回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 水素プラズマ照射が酸化アルミニウムの仕事関数へ及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      田中陸太,綿野稜眞,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第37回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 大口径水素イオン性プラズマの生成2020

    • 著者名/発表者名
      濵本康平,加治龍矢,弘瀬和正,藤井柾志,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第37回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 金属グリッドで仕切られたタンデム型プラズマ源によるプロトン比制御2020

    • 著者名/発表者名
      前田哲志,紀幸志郎,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第37回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 偏向磁場印加された金属表面近傍の水素イオン性プラズマ2019

    • 著者名/発表者名
      加治龍矢,濱元康平,藤井征志,渡井雅巳,綿野稜眞,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第23回支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 酸化アルミニウム膜の水素プラズマ照射による導電性の発現2019

    • 著者名/発表者名
      白石崇,前田哲志,綿野稜眞,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第23回支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 水素負イオンの崩壊条件と積極的な崩壊2019

    • 著者名/発表者名
      藤井柾志,弘瀬和正,平岡勇人,渡井雅巳,加治龍矢,綿野稜眞,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第23回支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 水素プラズマ照射に伴うアルミニウム仕事関数の変化2019

    • 著者名/発表者名
      田中陸太,平松幸己,綿野稜眞,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第23回支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 正イオンビームを重畳した水素イオン性プラズマ中の後進波2019

    • 著者名/発表者名
      弘瀬和正,藤井柾志,平岡勇人,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第23回支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アルミニウム製プラズマグリッドから引出される水素負イオンの最大電流密度2019

    • 著者名/発表者名
      綿野稜眞,森永悠太,紀幸志郎,白石崇,藤井征志,加治龍矢,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第23回支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 水素イオン性プラズマにおける分散関係に及ぼす正イオンビームの影響2019

    • 著者名/発表者名
      弘瀬和正,藤井征志,平岡勇人,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第36回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] セシウム挙動モデルを用いた負イオン源内の安定運転条件の検討2019

    • 著者名/発表者名
      吉田雅史, 大原渡, 小島有志, 平塚淳一, 梅田尚孝, 市川雅浩, 柏木美恵子
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第36回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 水素プラズマ照射された酸化アルミニウム仕事関数のその場分析2019

    • 著者名/発表者名
      田中陸太,平松幸己,綿野稜眞,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第36回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 水素負イオン電流密度を最大化する条件探索2019

    • 著者名/発表者名
      綿野稜眞,森永悠太,藤井征志,白石崇,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第36回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高密度水素イオン性プラズマ生成に最適な負イオン引出し2019

    • 著者名/発表者名
      藤井柾志,弘瀬和正,平岡勇人,渡井雅巳,加治龍矢,綿野稜眞,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第36回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 金属表面磁場によって保護される水素イオン性プラズマ2019

    • 著者名/発表者名
      加治龍矢,濱元康平,藤井征志,渡井雅巳,綿野稜眞,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第36回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 水素イオン性プラズマにおける軸対称励起電極による静電波の分散関係2019

    • 著者名/発表者名
      弘瀬和正,藤井柾志,平岡勇人,渡井雅巳,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 水素イオン性プラズマの斜め方向へ伝搬する静電波2018

    • 著者名/発表者名
      弘瀬和正,平岡勇人,藤井柾志,江川正樹,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第22回支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 軸方向伝搬する静電波の分散関係へ正イオンビーム重畳が及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      平岡勇人,藤井柾志,弘瀬和正,江川正樹,渡井雅巳,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第22回支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 偏向磁場付制御グリッドを介して引出された水素負イオンの二次元分布2018

    • 著者名/発表者名
      小林大晃,綿野稜眞,白石崇,巽優祐,渡井雅巳,藤井柾志,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第22回支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 金属電極孔近傍の水素イオン性プラズマ分布2018

    • 著者名/発表者名
      加治龍矢,弘瀬和正,渡井雅巳,平岡勇人,藤井柾志,巽優祐,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第22回支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 制御グリッド孔を通過した水素負イオン崩壊の解明2018

    • 著者名/発表者名
      藤井柾志,平岡勇人,弘瀬和正,江川正樹,巽優祐,小林大晃,白石崇,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第22回支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 偏向磁場配位一定でAlプラズマグリッド孔へ印加した負イオン引出電場分布の最適化2018

    • 著者名/発表者名
      綿野稜眞,森永悠太,白石崇,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第22回支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 正イオンビーム重畳による水素負イオン引出電流の増加2018

    • 著者名/発表者名
      白石崇,森永悠太,小林大晃,綿野稜眞,渡井雅巳,藤井柾志,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第22回支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水素負イオン生成量が最大となるプラズマグリッド材質2018

    • 著者名/発表者名
      森永悠太,綿野稜眞,白石崇,渡井雅巳,高森暁,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第22回支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高周波電場による水素負イオンの崩壊2018

    • 著者名/発表者名
      渡井雅巳,平岡勇人,藤井柾志,巽優祐,高森暁,森永悠太,白石崇,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第22回支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 孔内表面生成法で生成した水素負イオンの高効率引出し2018

    • 著者名/発表者名
      吉田 雅史,森永悠太,加美川俊満,平岡勇人,綿野稜眞,大原渡,QSTグループ
    • 学会等名
      平成30年度 核融合科学研究所共同研究 負イオン研究会「負イオンの基礎と実践の最前線」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 負イオン崩壊に関与する粒子の検証2018

    • 著者名/発表者名
      渡井雅巳,平岡勇人,藤井征志,巽優祐,高森暁,森永悠太,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第35回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 負イオン崩壊を伴う水素イオン性プラズマの拡散2018

    • 著者名/発表者名
      藤井柾志,平岡勇人,江川正樹,巽優祐,小林大晃,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第35回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] プラズマグリッドへ印加した水素負イオン引出電場の効果2018

    • 著者名/発表者名
      綿野稜眞,森永悠太,白石崇,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第35回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 金属表面近傍に維持される水素イオン性プラズマ2018

    • 著者名/発表者名
      加治龍矢,弘瀬和正,渡井雅巳,平岡勇人,大原渡,小代田拓巳,西村遼太郎,原田真衣,松原響子,泉淳也
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第35回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 偏向磁場付制御グリッドを介して引出された水素負イオン分布2018

    • 著者名/発表者名
      小林大晃,綿野稜眞,白石崇,巽優祐,渡井雅巳,藤井柾志,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第35回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 正イオンビーム重畳時の水素負イオン質量分析2018

    • 著者名/発表者名
      白石崇,森永悠太,小林大晃,綿野稜眞,渡井雅巳,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第35回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水素負イオン生成量が最大となる条件探索2018

    • 著者名/発表者名
      森永悠太,綿野稜眞,白石崇,渡井雅巳,高森暁,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第35回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水素イオン性プラズマにおける静電波の分散関係2018

    • 著者名/発表者名
      平岡勇人,藤井柾志,江川正樹,渡井雅巳,吉田雅史,大原渡
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第35回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 負イオン源内の運転条件最適化に向けたセシウム挙動モデルの構築2018

    • 著者名/発表者名
      吉田雅史,大原渡,小島有志,平塚淳一,梅田尚孝,市川雅浩,柏木美恵子
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第35回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of the temperature dependence of the Cesium deposition on the plasma grid in the JT-60 negative ion source2018

    • 著者名/発表者名
      M. Yoshida, W. Oohara, A. Kojima, M. Ichikawa, J. Hiratsuka, M. Kashiwagi, and N. Umeda
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Negative Ions, Beams and Sources (NIBS’18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水素イオン性プラズマ中における局所負イオン崩壊条件の解明2018

    • 著者名/発表者名
      藤井 柾志,平岡 勇人,江川 正樹,渡井 雅巳,巽 優祐,吉田 雅史,大原 渡
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 負イオン崩壊を抑制した水素イオン性プラズマの波動伝搬2018

    • 著者名/発表者名
      平岡 勇人,藤井 柾志,江川 正樹,渡井 雅巳,巽 優祐,吉田 雅史,大原 渡
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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