非中性状態からの中性状態に遷移するプラズマの特性変化

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11878075
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 際本 泰士 京都大学, 総合人間学部, 教授 (50018040)
• 研究分担者: 毛利 明博 京都大学, 総合人間学部, 名誉教授 (10025926) ; 道下 敏則 京都大学, 総合人間学部, 助手 (00166050) ; 湯山 哲守 京都大学, 総合人間学部, 助手 (90026815) ; 石黒 静児 京都大学, 核融合科学研究所, 助教授 (10193301)
• キーワード: 非中性プラズマ / 密度上限 / 中性化 / イオン源

研究概要

非中性プラズマとしての電子の閉込めについては整備は完了している.中性化に必要な正電荷を持つイオンを注入するためのイオン源の製作と,このイオンの閉込めを達成するための環境を現在整備中である.
イオン源については,磁場強度と質量に依存して決る密度上限(Brillouin Limit)を,現実の実験環境のもとで押上げるために,最軽量の水素イオンを用いることとした.その発生法としては,電子による水素化合物からのスパッタリング法と放電による方法の両面から開発作業を進めている.前者については発生量は少ないが,ガス負荷が低いため良好な閉込めがあれば貯蔵により,必要密度に達する利点がある.後者についてはガス負荷を下げるため,水素含浸の金属化合物を広範囲に検討した結果,チタンリングに含浸させるという常識的な手法に落ちついた.現在までにチタンリングとセラミックリングを交互に挟んだ放電スタックと,その軸上を通る電子ビーム発生マウントを製作済みである.
実験を行うにさいしては,検討の結果,イオンのbuild-up時間のほうが長く,中性ガスの排気も必要なため,まずイオンを閉込め,その後に電子を追加することとした.それにしても,イオンの閉込めをある程度確保する必要があるため,従来の磁場強度を0.5kG以下から1kG近くまで強化する整備を平行して行っているところである.

研究成果

• [文献書誌] Yasuhito Kiwamoto,Kiyokazu Ito,Akio Sanpei,Akihiro Mohri et ai.: "Accelerated Merging of Electron Vortices in Background Vorticity"Journal of Phys.Soc.Japan(Letter).. Vol.68,No.12. 3766-3769 (1999)
• [文献書誌] Yasuhito Kiwamoto,Kiyokazu Ito,Akio Sanpei,Akihiro Mohri et ai.: "2-D Interaction of Discrete Electron Vortices"Non-neutral Plasma Physics III (AIP Conference Proceedings 498) ed.J.J.Bollinger,R.L.Spencer and R.C.Davidson. 99-105 (1999)
• [文献書誌] 際本泰士: "ムービーで見るプラズマ・核融合「電子プラズマ渦の運動」"プラズマ・核融合学会誌. (CD-ROM)Vol.76,No.1. (2000)
• [文献書誌] T.Saito,M.Ichimura,Y.Kiwamoto et al.: "Enhanced axial loss of electrons from a tandem mirror induced by an Alfven ion cyclotron wave"Phys.Rev.Lett.. Vol.82,No.6. 1169-1172 (1999)
• [文献書誌] A.Mohri,Y.Kiwamoto,T.Yuyama,T.Michishita,et al.: "Experiments on Nonneutral Plasma Confinement in a Field Composed of a Magnetic Quadrupole and Electric Octapole"Proc.26th European Conf.on Controlled Fusion and Plasma Physics, at Maastricht, Netherlands. 4 (1999)
• [文献書誌] K.Yatsu,L.G.Bruskin,Y.Kiwamoto et al.: "Plasma confinement in the GAMMA 10 tandem mirror"Nuclear Fusion. Vol.39,No.11Y. 1707-1712 (1999)
• [文献書誌] T.Saito,Y.Tatematsu,Y.Kiwamoto et al.: "Fusion Engineering and Design"Axi-symmetrization of radiation pattern and two wave heating of fundamental ECRH in GAMMA 10. (2000)
• [文献書誌] Y.Tatematsu,T.Saito,Y.Kiwamoto et al.: "Fusion Engineering and Design"Cyclotron Emission Spectra from Collsionless Electrons Resonantly Heated by Cyclotron Waves in a Magnetic Mirror. (2000)