| 研究課題/領域番号 |
21K03500
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
佐野 孝好 大阪大学, レーザー科学研究所, 准教授 (80362606)
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| 研究分担者 |
千徳 靖彦 大阪大学, レーザー科学研究所, 教授 (10322653)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | ホイッスラー波 / レーザープラズマ / 磁気圏プラズマ / プラズマ粒子加速 / レーザープラズマ相互作用 / プラズマ加熱 / 波動粒子相互作用 / 慣性核融合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
レーザーなどの電磁波を用いて高密度プラズマ中のイオンを高温に加熱することは、核融合研究などの実験室プラズマにおいて非常に重要かつ困難な課題である。本研究では、臨界密度のないホイッスラー波の伝播特性を利用し、新奇なイオン加熱機構を提唱する。この機構では、定在ホイッスラー波が崩壊することで、レーザーの振動周期程度の極短時間のうちに電磁波からイオンにエネルギーが直接変換される。本研究では、この革新的なイオン加熱機構の実現性を理論的に精査すると同時に、新しい核融合方式の可能性を模索する。このプラズマ加熱機構は幅広い分野の応用研究に展開できると期待している。
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| 研究成果の概要 |
電磁波によるプラズマの加速や加熱は、地上のレーザー実験だけでなく、様々な天体現象で重要なプロセスとなっている。本研究では、ホイッスラー波の作る定在波が、相対論的な電子加速や、核融合イオンプラズマの生成などをもたらす非常に貴重な物理過程になりうることを数値シミュレーションおよび理論解析を用いて明らかにした。非常に単純ではあるが、従来見過ごされていた効果に着目することで、様々な応用展開が広がったと考えている。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
実験室プラズマとしては、従来困難であったレーザーによるイオン加熱を、電子に邪魔されることなく実現でき、到達温度が数10電子ボルトの核融合プラズマを直接生成することを示した。これは、全く新しいレーザー核融合方式になりうるものである。また、天体応用としては、近年話題の高速電波バーストとよばれるパルス的な発光現象の起源の絞り込みに寄与できる。伝播特性を明らかにすることで、未知の天体現象の解明に今後さらに迫っていけると期待している。
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