| 研究課題/領域番号 |
20K14440
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分14010:プラズマ科学関連
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| 研究機関 | 富山大学 |
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研究代表者 |
竹崎 太智 富山大学, 学術研究部工学系, 助教 (90824326)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 無衝突衝撃波 / 無衝突プラズマ / パルスパワー放電 / プラズマフォーカス装置 / プラズマフォーカス / 実験室宇宙物理 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
無衝突衝撃波は宇宙空間の高エネルギー粒子（宇宙線）の生成起源であると考えられているが，「プラズマ流からどのように非熱的な加速粒子が生成されるか？」という問題は解決されていない。本研究では申請者らが発見した高速プラズマ流と垂直磁場の相互作用による粒子加速現象を実験的に検証するため，高繰り返し・高再現性を有する電磁パルス駆動プラズマ流生成装置を構築し，イオンのエネルギー分布関数計測による粒子加速現象の実験的評価を目的とする。
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| 研究成果の概要 |
無衝突衝撃波は宇宙空間の高エネルギー粒子（宇宙線）の生成起源であると考えられているが，詳細な物理過程は明らかにされていない。本研究はパルスパワー放電により駆動された無衝突プラズマ流と電磁場の相互作用を評価することで，無衝突衝撃波の物理機構の解明を目的とする。本研究成果より電磁パルス駆動方式のプラズマ発生装置を開発し，高速な無衝突プラズマ流の発生手法を確立した。電磁粒子-流体ハイブリッドシミュレーションにより無衝突プラズマと電磁場の相互作用による粒子加速過程を観測したが，その実験的検証には，より高精度なイオン計測手法が要求され，今後さらなる開発を進める。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
宇宙線は100年以上前にその存在が明らかとなったが，その生成過程はいまだ未解明であり，天体物理学の重要課題とされている。近年，高強度レーザーを用いた無衝突衝撃波の再現実験が世界各国の大型レーザー施設で行われ，観測・理論シミュレーションに次ぐ新たな宇宙物理研究手法として，その有用性が認知されつつある。一方，高強度レーザー実験はマシンタイムとショットレートに制約があり，実験データ取得の加速が難しい一面を持つ。本研究で提案するパルスパワー放電を用いた無衝突プラズマ発生手法は安価かつ簡便な装置構成で無衝突衝撃波実験を行い，高強度レーザー実験や天体観測結果を補完する実験データ取得を推進する。
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