| 研究課題/領域番号 |
20KK0063
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分14:プラズマ学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
比村 治彦 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 教授 (30311632)
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| 研究分担者 |
三瓶 明希夫 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 准教授 (90379066)
武村 勇輝 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (60705606)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-27 – 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 |
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2020年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
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| キーワード | 正準フラックスチューブ / 正準ヘリシティー / 多面体マッハプローブ / 国際共同実験 / 多面体３次元マッハプローブ / マッハプローブ / トロイダルプラズマ / 拡張MHD / トーラスプラズマ / プラズマ流 / 核融合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
プラズマ物理で広く知られているプラズマの流体的取り扱い方法に、1流体プラズマ(MHD)モデルがある。抵抗のない理想MHDでは、プラズマは静的であり、そして、磁束管に凍結するとされている。しかし、核融合プラズマや宇宙プラズマ研究でプラズマ中に一定方向へと流れるプラズマ流が発見されるなど、静的ではない動的なプラズマが存在している。このような動的なプラズマをモデル化するために、先進プラズマ物理学では拡張MHDモデルが考えられてきている。拡張MHDでは、抵抗のない動的なプラズマは磁束管ではなく、正準フラックスチューブに凍結すると予測されている。この先進プラズマ物理学が示す予測を国際共同実験で検証する。
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| 研究成果の概要 |
拡張MHDでは、抵抗のない動的なプラズマは磁束管ではなく、正準フラックスチューブ（CFT）に凍結すると予測されている。この予測を国際共同実験で検証するために、京都工繊大とウィスコンシン大学マディソン校でCFTを検出するための新しい多面体プローブを開発した。また、この多面体プローブをMST装置とRELAX装置にインストールして、国際共同実験を実施した。京都工繊大では、複合型プローブ測定に必要な周波数帯域が1MHzのアイソレーションアンプのプロトタイプの製作にも成功した。多面体プローブから速度場の３次元測定ができる初期結果が得られており、CFTを検出する本実験の準備が完了した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
プラズマ物理で広く知られているプラズマの流体的取り扱い方法にMHDモデルがある。理想MHDではプラズマは静的であり、磁束管に凍結する。しかし、近年、プラズマ中に一定方向へと流れるプラズマ流が発見されるなど、静的ではない動的なプラズマが存在している。このような動的なプラズマをモデル化するために、先進プラズマ物理学ではMHDモデルを拡張した拡張MHDモデルが考えられてきている。拡張MHDでは、抵抗のない動的なプラズマは磁束管ではなく、正準フラックスチューブに凍結すると予測されている。これをトーラスプラズマで検証した実験はなく、本研究ではこれを世界で初めて国際実験として実施した。
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