| 研究分担者 |
平田 孝道 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80260420)
石黒 静児 東北大学, 核融合科学研究所, 助教授 (10193301)
飯塚 哲 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20151227)
佐藤 徳芳 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40005252)
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| 研究概要 |
(1) H9年度に実験的に観測された磁力線方向の現象を詳細に解明するために,一次元シミュレーション研究を継続した.その結果,負イオン生成率が小さい場合には負イオン生成領域に定常的に小さなポテンシャルディップが形成され,負イオン生成率がある閾値を超えて大きくなるとフラズマは不安定な状態に遷移して,局所的荷電分離によるダブルレイヤが形成されると共に,振幅の大きな孤立波的パルスが励起され下流に伝搬していくことが判明した.
(2) 次に,磁力線に垂直方向の現象に注目して,ラングミュア及びイオンセンシティブプローブを用いて正イオン及び巨大負イオンの半径-沿磁力線方向に関する二次元分布を測定した.その結果,正イオンは著しい拡散型分布を呈し,負イオンはその生成領域の下流側出口付近においてプラズマ中心部から周辺部へ更に顕著に拡散して,周辺部に局在することが明らかになった.
(3) この場合,その振幅が巨大負イオンの密度分布と密接な相関がある不安定性が発生していたので,各所に配置されたプローブを用いて周波数スペクトル,円周方向伝搬モード,磁力線方向波長などの測定を行った.その結果,この不安定波動は沿磁力線方向には負イオン生成領域とエンドプレートを節とする半波長の定在波を形成し,方位角方向にはモード数が1もしくは2で正イオン反磁性方向に伝搬していたので,正イオン-負イオンから構成される新しい型のドリフト波であることが分かった.
(4) また,正イオン-負イオンドリフト波が励起されているプラズマ空間では,測定された半径方向への正イオン拡散係数は負イオンが生成されていない場合に比べて5〜10倍に急増していたので,このドリフト不安定性励起とプラズマ拡散には密接な関係があることが明確になった.
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