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負イオンプラズマの物性的研究

研究課題

研究課題/領域番号 63460219
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 プラズマ理工学
研究機関東北大学

研究代表者

佐藤 徳芳  東北大学, 工学部, 教授 (40005252)

研究分担者 石黒 静児  東北大学, 工学部, 助手 (10193301)
津島 晴  東北大学, 工学部, 助手 (90171991)
飯塚 哲  東北大学, 工学部, 助教授 (20151227)
畠山 力三  東北大学, 工学部, 助教授 (00108474)
研究期間 (年度) 1988 – 1989
研究課題ステータス 完了 (1989年度)
配分額 *注記
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
1989年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1988年度: 6,300千円 (直接経費: 6,300千円)
キーワード負イオンプラズマ / プラズマ物性 / 負イオン / プラズマ / 物性
研究概要

電子がほとんどない、負イオンと正イオンとから成る負イオンプラズマを生成し、その物性的性質を実験的に研究することを目的とした。
実験は接触電離プラズマ発生装置(Qマシン)を用いて行われ、生成される電子とK^+イオンから成るプラズマ中に少量のSF_6ガスを導入し、電子をSF_6分子に付着させることによって、電子のほとんど存在しない、SF^-_6イオンとK^+イオンとから成るプラズマを生成することができた。
1.電子の割合の測定は、10^<-3>以下の場合、探針によると誤差が大きいため、電子プラズマ波、イオン波、ドリフト波などのプラズマ波動によるのが良く、その結果、電子の割合が10^<-4>までに到達していることがわかった。しかし、10^<-5>位になると、波動によっても誤差が大きくなるので、測定が極めて困難である。
2.負イオンプラズマの物性を明らかにするため、波動伝搬に対する負イオンの影響を詳細に調べた。電子プラズマ波動は、電子が少なくなるに従い、位相速度が減少するが、位相速度が熱速度近辺でほとんど変化しなくなり、減衰のみが大きくなる。一方、イオン波は、電子プラズマ波動とは対照的に、負イオンの増加に伴い、位相速度が増加し、電子とイオンの温度がほとんど等しいにもかかわらず、大きな分散を示すことがわかった。この結果は理論的予測とも一致するものである。
3.負イオンはプラズマの不安定現象についても大きな影響を与える。静電イオンサイクロトロン不安定は、負イオンの存在によって、新しいブランチを有することは勿論であるが、K^+イオンのブランチも、その周波数がイオンサイクロトロン周波数から大きくずれるなど、負イオンの顕著な影響が見られた。また、負イオンの存在によって、ドリフト波不安定が増長され、周波数が減少することも観測した。

報告書

(3件)
  • 1989 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (9件)

  • [文献書誌] N.Sato: "Negative Ion Plasmas" Proc.of 1989 International Conf.on Plasma Phys.,New Delhi(Invited),(to be pulbished).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Sato: "Potential Formation in a HighーSpeed Plasma Flow along converging Hagnetic Field Sines" Peuysical Review Letters. 61. 1615-1618 (1988)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Sato: "Negative Ion Plasmas" Proc. of 1989 Intern. Conf. on Plasma Physics, New Delhi (Invited Papers).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Sato, Y. Watanabe, R. Hatakeyama, and T. Mieno: "Potential Formation in a High-Speed Plasma Flow along Converging Magnetic Field Lines" Physical Review Letters, Vol.61, No.14, 1615-1618, 1988.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Sato: "Potential Formation in a High-Speed Plasma Flow along converging Magnetic Field Sines" Physical Reviero Setters. 61. 1615-1618 (1988)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] N.Sato: "Negative Ion Plasma" Proc.of 1989 International Conf.on Plasma Phys.,New Delhi(Invited).

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] T.Mieno: Journal of the Physical Society of Japan. 57. 2717-2724 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] N.Sato: Physical Review Letters. 61. 1615-1618 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nishimura: Review of Suentific Instruments. 59. 2169-2173 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書

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公開日: 1988-04-01   更新日: 2016-04-21  

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