| 研究課題/領域番号 |
21K03501
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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 | 崇城大学 (2023)
九州大学 (2021-2022) |
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研究代表者 |
寺坂 健一郎 崇城大学, 情報学部, 准教授 (50597127)
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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: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 部分電離プラズマ / 中性粒子 / 静電イオンサイクロトロン波 / レーザー誘起蛍光ドップラー分光法 / ECRプラズマ / 光渦ビーム / 静電波 / 中性音波 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は，部分電離プラズマ中の中性粒子の流体運動がプラズマ波動特性に与える影響を実験的に明らかにすることである．静電的なプラズマ波動と中性音波間の波動間結合の実験的実証を目指し，部分電離プラズマに関する柔軟な実験が可能なHYPER-II 装置を用い，高精度な時間分解レーザー誘起蛍光ドップラー分光（TRLIF）による中性粒子音波の精密測定を行う．中性粒子の速度分布関数や流速などの時間発展計測によって，中性粒子効果を評価するための完全なデータセットが取得される．本研究は，光科学技術を駆使し，プラズマ状態－気体境界領域におけるプラズマの新しい物理素過程を明らかにする先駆的研究である．
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| 研究成果の概要 |
プラズマ中の中性粒子の運動がプラズマの波動現象に与える影響（中性粒子効果）に焦点をあて，部分電離プラズマ特有の性質が存在することを理論，実験の両面から調べた．静電イオンサイクロトロン（EIC）波を対象に，流体モデルを用いた理論的なアプローチから波動場中の中性粒子効果の重要性を示した．
電離度を実験的に調整できるHYPER-II装置を用いた実験では，波動励起グリッドを用いて磁場に垂直方向に伝播する静電波の検出に成功した．レーザーを用いた時間分解計測では，計画時の目標を達成できなかった部分もあるが，レーザー分光計測技術の発展に貢献する新手法を提案などの成果を得ることが出来た．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
部分電離プラズマは産業応用や地球磁気圏など我々の生活圏において非常に身近なものである．本研究は波動現象を中心とした部分電離プラズマの物理的性質を理解することに焦点を当てているが，本研究で得られた知見は広い分野にとって有益な情報を提供するものであると考えられる．また，本研究の一環として開発した高精度なレーザー分光システムは，プラズマを乱さず高精度に中性粒子やイオンの速度分布関数が計測できるため，産業応用分野への応用が期待される．
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