| 研究課題/領域番号 |
07680502
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
小野 靖 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30214191)
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| 研究分担者 |
板垣 敏文 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (60242012)
桂井 誠 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70011103)
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| キーワード | 磁気リコネクション / プラズマ合体 / イオン異常加熱 / イオン加速 / 逆転磁界配位 / スフェロマック / トカマク |
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| 研究概要 |
本年度は、磁気リコネクションのエネルギー変換作用の解明に大きな進展があり、特にイオンの加速、直接加熱現象を実験的に始めて明らかにした点は大きな成果があった。
第1にプラズマ合体の際に、形成されるXライン周辺のイオン流速をC_<II>やH_βのスペクトルラインのドップラーシフトによって測定したところ、アルベーン速度の1/2程度のジェットが観測され、磁気リコネクションが磁力線とともにプラズマ粒子を加速することが明らかになった。さらに加速の過程でイオンのみが選択的に加熱される現象が観測された。興味あることにその熱エネルギーは散逸した全磁気エネルギーの80%に達し、中性電流の散逸エネルギーより1桁以上大きいことがわかった。即ち、リコネクションのエネルギー変換効果は、従来考えられてきた中性電流の抵抗損ではなく、上記ジェットの発生に伴ったイオン直接加熱といえることが判明した。これはXポイント領域に磁場のない2次元的なリコネクションの場合、速度シアの形成過程においてイオン粘性を介した加熱が発生するためであると考えられ、粒子シミュレーションの協力も得てそのメカニズムが確かめられた。
第2にこのイオン選択加熱効果がXラインに平行な磁場成分B_xの印加によって抑制されることが判明した。B_xがリコネクション領域のイオンを磁化して異常イオン加熱を低下させると共に、電子へのエネルギー変換チャンネルを増大させる効果があることを明らかにした。同結果は、B_xの小さなリコネクションを持つRFPでイオン温度が電子温度より高くなり、B_xの大きなリコネクションを持つトカマクでそれらが等しくなるこれまでのプラズマ閉じ込め実験の結果、あるいは地球磁気圏磁気テ-ルでイオン温度が電子温度に比べ高めになっていることをよく説明している。これらの成果はPhysical Review Letter誌において論文としての掲載が決定している。
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