電子・陽電子プラズマのジェット流内部波動と極小閉じ込め実験研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13878085
• 研究機関: (財)レーザー技術総合研究所
• 研究代表者: 毛利 明博 財団法人レーザー技術総合研究所, レーザープロセス研究チーム, サブリーダー (10025926)
• キーワード: 陽電子プラズマ / 陽電子・電子混合プラズマ / 非中性プラズマトラップ / プラズマジェット / プラズマ静電波動

研究概要

(1)実験に必要な低速陽電子を得るために、非中性トラップに陽電子を蓄積する実験とそれに必要な理論解析に協力した。結晶タングステンで入射後に減速・再放出された低速陽電子ビームを高密度電子プラズマで減速して、陽電子プラズマとして蓄積する。このために必要な高密度(10^<10>cm^<-3>)主軸長20cmの非中性楕円体電子プラズマをまず実現した。次に、この電子プラズマを用いて、40mCiの^<22>Naから放出され固体アルゴンで減速後入射される陽電子の蓄積を行った。50秒間の蓄積で全陽電子数3x10^5個を蓄積することが出来た。現在もこの蓄積粒子数を挙げる努力をしている。
この方式は超高真空で低温陽電子を蓄積できる新しいものであるので、蓄積数を大きくするための最適な条件を見いだすにはもう少し調整実験の期間が必要である。
(2)上記のトラップした陽電子をパルスビームとして取り出し、電子と混合して陽電子・電子プラズマ(pair-plasma)のジェットを発生する装置を完成した。磁場400G発生コイル、ジェット流路となる内径36mm超高真空パイプ、混合電子発生部、同必要電源等を整備した。しかし、ジェットを発生して内部の静電波動を観測するためには、トラップからパルスビームとして引き出す全陽電子数が10^8個を超える必要がある。(1)で述べたように蓄積陽電子数はこの値に達していないので、この実験を遂行することが申請期間ないにはできなかった。さらに陽電子蓄積数が上がった時点で、この装置を用いた電子・陽電子プラズマジェット流の内部波動の観測と陽電子・電子混合プラズマの閉じ込めの実験を行う予定でいる。

研究成果

• [文献書誌] A.Mohri, T.M.Kojima, N.Oshima, M.Niigaki, Y.Yamazaki: "System of Slow Highly Charged Ion Beam Generation Using a Cold Positron Plasma Trap at RIKEN"Non-Neutral Plasma Physics IV, AIP Conference Proceedings. 606. 634-640 (2002)
• [文献書誌] H.Higaki, N.Kuroda, T.Ichioka, K.Yoshiki, Franzen, Z Wang, K.Komaki, Y.Yamazaki, M.Hori, N.Oshima, A.Mohri: "Electron cooling of high-energy protons in a multiring trap with a tank circuit monitoring the electron-plasma oscillations"Phys. Rev.. E65. 046410-1-046410-5 (2002)
• [文献書誌] A.Mohri, Y.Kiwamoto, T.Yuyama, T.Michishita: "Different Features of Electron Plasma Confinement of Rectangular and Harmonic Electric Potential Wells"Proc. 29Th EPS Conf. on Plasma Phys. and Contr. Fusion. ECA.26B. 2.033 (2002)