| 研究課題/領域番号 |
60580010
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
プラズマ理工学
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
福山 淳 岡山大, 工学部, 助手 (60116499)
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| 研究分担者 |
東辻 浩夫 岡山大学, 工学部, 助教授 (40011671)
古谷 洋一郎 岡山大学, 工学部, 教授 (70108124)
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| 研究期間 (年度) |
1985 – 1986
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| 研究課題ステータス |
完了 (1986年度)
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| 配分額 *注記 |
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1986年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1985年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
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| キーワード | プラズマ / 波動加熱 / サイクロトロン共鳴 / 不均一磁場 / 微積分方程式 |
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| 研究概要 |
磁気閉じ込めプラズマの波動加熱を解析するためには、不均一高温プラズマ中の電磁波の吸収機構を明らかにすることが不可欠である。本研究では、加熱に本質的でありながらこれまで近似的にしか取り扱われていなかった不均一磁場中のサイクロトロン共鳴近傍における波動の伝播・吸収を定量的に解析する手法を確立することを目的としている。
まず、電磁波との非線形相互作用による統計性を考慮に入れてミラー磁場中の粒子軌道の解性を行った。サイクロトロン共鳴における電磁波との相互作用により粒子軌道が統計性を示す条件を求め、数値計算により確かめた。その結果、通常の加熱実験に用いられている程度の振幅では、粒子運動は統計的となり、サイクロトロン共鳴を通過する毎の波の位相に相関がなくなることが示された。
つぎに、不均一の特性長が波長と同程度である場合の波の伝播・吸収を自己無憧着に解析するために、不均一磁場中の軌道を無摂動軌道として粒子運動論的解析を行い、波動を記述する微積分方程式を導いた。そして、一次元不均一モデルに適用し、サイクロトロン共鳴の強磁場側から入射する遅進波(右回り円偏波)の反射・吸収を、有限要素法を用いて数値解析した。
磁場勾配が緩やかな場合には遅進波はほぼ完全に吸収されて反射はなく、これまでの冷たいプラズマ近似の解析結果と一致する。しかし、磁場勾配が非常に強くなると波の一部がサイクロトロン共鳴で反射される。これは有限温度の効果によりサイクロトロン共鳴で波数が発散せずに0となるためである。いずれの場合にも吸収パワーの空間分布が求められ、温度や密度に対する依存性が調べられた。これらの結果は従来の幾何光学近似では取り扱えなかった問題であり、本研究によって初めて定量的解析が可能になった。
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