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1992 年度 研究成果報告書概要

サイクロトロン共鳴におけるプラズマ輸送

研究課題

研究課題/領域番号 03452280
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

畠山 力三  東北大学, 工学部, 助教授 (00108474)

研究分担者 石黒 静児  東北大学, 工学部, 助手 (10193301)
飯塚 哲  東北大学, 工学部, 助教授 (20151227)
佐藤 徳芳  東北大学, 工学部, 教授 (40005252)
研究期間 (年度) 1991 – 1992
キーワード不均一高周波 / 進行する高周波 / サイクロトロン共鳴 / 粒子ドリフト / プラズマ輸送
研究概要

サイクロトロン周波数をもつ高周波電磁場によって誘起されるプラズマ輸送に関して,平成3〜4年度に亘り以下に要約される成果を得た。
1.不均一サイクロトロン共鳴高周波の場合は,半径方向に振幅が増加する軸対称高周波電場中において,プラズマ粒子の案内中心は半径方向の外向きにドリフトすることが理論的に見い出された。
2.これを実証する目的で,Qマシーン磁化プラズマ中で電磁結合により軸対称(m=o)モードのイオンサイクロトロン周波数高周波電磁振動を励起した結果,アンテナ直下において大規模なプラズマ膨張・収縮現象が観測された。この現象は印加高周波の時間スケールで周期的に発生していて,磁場に垂直方向のイオン温度もこの時間スケールで上昇と下降を繰り返し高エネルギーイオンはプラズマ中心とアンテナ端を周回運動して,遂にはアンテナ打撃に到る径方向の外側に向かうイオンドリフトが発生していることがわかり,上記1との定性的一致が見られた。
3.この実験において,近傍高周波が減衰しているアンテナから離れたプラズマ柱の下流域では,高エネルギーイオンはプラズマ柱の中心部に集中していると同時に,密度分布は定常的に中心ピーキングしていることが観測され,イオンの半径方向内側ドリフトの発生が示唆された。
4.これを説明するために,進行するサイクロトロン周波数高周波によるプラズマ粒子ドリフトの発生機構を考え,摂動法による解析解を得るとともに式を用いずに物理的描像を得ることに成功し,その理論を完成させた。この結果,サイクロトロン周波数をもつ高周波が磁場に垂直方向に進行するときには,その伝搬方向と磁力線の両方に垂直な方向にプラズマ粒子がドリフトすることがわかった。
5.現在アンテナアレイの製作を終え,今後は,円周方向に進行する高周波による径方向のプラズマ輸送制御の実験を開始する計画である。

  • 研究成果

    (13件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (13件)

  • [文献書誌] Rikizo Hatakeyama: "Plasma Particle Driots Due to Traveling Waves with Cyclotron Freguencies" J.Phys.Soc.Japan. 60. 2815-2818 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Rikizo Hatakeyama: "An Efficient Mars Separation by Using Traveling Waves with Jon Cyclotron Freguencies" Nucl.Msts.and Meth. B70. 21-25 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Rikizo Hatakeyama: "Mward and Outward Plasma Motion Mduced by axisymmetaic electromagnatic Fields around the lon cyclotron Fraguency" Proc.1992 Mt.Conf.on Plasma Physies,Mnsbruck Austria. 16C. 1709-1712 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Testu Mieno: "generation of Jon Cyclotron Wave in an Jon Bean by a Periodic Magnetic Field" Proc.1992 Mt.Conf on Plasma Physies,Musbruck Austria. 16C. 1919-1922 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Norigoshi Sato: "Ion Cyclotron Osiillations Mdvced by an Emissive Electrode Floating in a Magnetiged Collisionless Plasma Column" Pvec 1992 Mt.Conf on Plasma Physits,Mrsbruck Austria. 16C. 1765-1768 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Testu Mieno: "Electron Cyclotron Emissin from Double Layers in Magnetized Plarmas" Proc 4th Sympo on Double Layers and Other Nonlinean Potential Structures in Plasmas. (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] HATAKEYAMA,Rikizo: "Plasma Particle Drifts Due to Traveling Waves with Cyclotron Frequencies." J. Phys. Soc. Japan. Vol.60, No.9. 2815-2818 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] HATAKEYAMA,Rikizo: "An Efficient Mass Sopatration by Using Traveling Waves with Cyclotron Frequencies." Nucl. Instr. and Meth.Vol.B70. 21-25 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] HATAKEYAMA,Rikizo: "Inward and Outward Plasma Motion Induced by Axisymmetric Electromagnetic Fields around the Ion Cyclotron Frequency." Proc. 1992 Int. Conf. on Plasma Physics. Vol.16C. 1709-1712 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] MIENO,Tetsu: "Generation of Ion Cyclotron Wave in an Ion Beam by a Periodic Magnetic Field." Proc. 1992 Int. Conf. on Plasma Physics. Vol.16C. 1919-1922 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] SATO,Noriyoshi: "Ion Cyclotron Oscillations Induced by an Emissive Electrode Floating in a Magnetized Collisionless Plasma Column." Proc. 1992 Int. Conf. on Plasma Physics. Vol.16C. 1765-1768 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] MIENO,Testu: "Electron Cyclotron Emission from Double Layers in Magnetized Plasmas." Proc. 4th Sympo. on Double Layers and Other Nonlinear Potential Structures in Plasmas. (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] SATO,Naoyuki: "Plasma Potential Deformation Due to Localized Large-Amplitude Electron Plasma Waves." Geophys. Res. Lett.Vol.20,No.3. 181-184 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 1994-03-24  

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