2019 年度研究成果報告書

周辺プラズマ計測による高周波電磁解析におけるプラズマ物理モデル研究

研究課題

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研究課題/領域番号	16K06944
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	核融合学
研究機関	核融合科学研究所
研究代表者	笠原寛史核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (50435517)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード	周辺部のプラズマ物理モデル / 高周波電場 / 波動計算
研究成果の概要	高周波電場印加時の周辺プラズマの物理モデル研究のために、マルチアレイ型静電プローブ・高周波プローブを作成し、プラズマ計測を実施した。プラズマ計測において、計測用プローブはアンテナ励起の電力が強い場合、プローブのフィードスルー部に多数の絶縁破壊が生じ、大電力高周波電場計測の実施には、非接触型の計測手法が必要であり、高耐圧高周波計測用フィードスルー開発の必要性が高まった。アンテナ周辺のプラズマモデルとして、アンテナ周辺部では冷たいプラズマモデルと計算モデルが定性的によく一致することが示されたが、容器内の機器の存在により密度勾配が発生し、それに伴う密度分布モデルを作成する必要があることが分かった。
自由記述の分野	高周波プラズマ
研究成果の学術的意義や社会的意義	高周波を用いたプラズマ研究は周辺プラズマから核融合プラズマまで幅広く行われている。特にプラズマ点火や維持のために高周波を用いたプラズマ加熱に焦点が充てられ研究されているが、プラズマ周辺部の低密度域におけるプラズマ壁相互作用や低密度域における非伝搬領域での電磁波の伝搬が観測されていた。今回の研究で電磁波の伝搬としては冷たいプラズマモデルで十分なモデル形成が可能であることが分かったが、その反面、計測機器や電磁波励起用アンテナがもたらす密度分布形成のモデル化の重要性が明らかになった。