中性粒子風と渦の極性反転

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19204057
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 田中 雅慶 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (90163576)
• 研究分担者: 河野 光雄 中央大学, 総合政策学部, 教授 (00038564) ; 吉村 信次 自然科学研究機構, 核融合科学研究所, 助教 (50311204) ; 牟田 浩司 岐阜大学, 工学研究科, 准教授 (10219850)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: プラズマ基礎 / 渦 / 中性粒子 / 流れ構造 / レーザー誘起蛍光分光法

研究概要

狭帯域半導体レーザーを用いて、高精度レーザー誘起蛍光分光システムを開発し、これまで測定法が確立していなかった遅い中性粒子の流れ計測法を確立した。新しく開発されたシステムは10^<-7>以上の高精度でドップラーシフトを決定でき、その性能は5時間以上維持できることを確認した。これにより±2m/sの遅い中性粒子流れ速度が計測できるようになった。開発されたシステムを用いて、プラズマ中の中性粒子の流れ場を可視化し、径方向内向きの流の存在を明らかにした。この流れとイオン流れの電荷交換相互作用がプラズマ中の渦構造形成に果たす役割を明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] Measurement of neutral velocity in an ECR plasma using tunable diode laser LIF spectroscopy combined with saturated absorption spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Aramaki, K.Ogiwara, S.Etoh, S.Yoshimura, M.Y.Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Physics Conf. Series 227 ページ: 012008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental studies on ion acceleration and stream line detachment in a diverging magnetic field (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Terasaka, S.Yoshimura, K.Ogiwara, M.Aramaki, M.Y.Tanaka
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 17 ページ: 072106-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parallel Ion Flow Velocity Measurement Using Laser Induced Fluorescence Method in an Electron Cyclotron Resonance Plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Yoshimura, A.Okamoto, K.Terasaka, K.Ogiwara, M.Aramaki, M.Y.Tanaka
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 5 ページ: S2052
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of Ion Flow Velocity Field Associated with Plasma Hole Using Laser Induced Fluorescence Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Yoshimura, A.Okamoto, M.Y.Tanaka
  • 雑誌名: Plasma Fusion Research SERIES 8 ページ: 11-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of high resolution LIF spectroscopy with saturated absorption spectrum (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Etoh, M.Aramaki, K.Ogiwara, S.Yoshimura, M.Y.Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research Series 8 ページ: 20-24
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of friction on modes in collisional multicomponent plasmas (2009)
  • 著者名/発表者名: J Vranjes, S Poedts, M Kono, M Y Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 162 ページ: 012017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Plasma Rotation on Acceleration of Ions along the Magnetic Field Line (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Terasaka, T.Katahira, S.Yoshimura, M.Aramaki, M.Y.Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research Series 8 ページ: 15-19
  • 査読あり
• [雑誌論文] High resolution laser induced fluorescence Doppler velocimetry utilizing saturated absorption spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Aramaki, K.Ogiwara, S.Etoh, S.Yoshimura, M.Y.Tanaka
  • 雑誌名: Rev.Sci.Instrum. 80 ページ: 053505-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quasi-neutrality Braking in a Rotating Plasma (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Y.Tanaka, S Yoshimura
  • 雑誌名: IEEE Trans. on Plasma Science 36 No.4 ページ: 1224-1225
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vortex Formation in a Plasma Interacting with Neutral Flow (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Y.Tanaka, M.Aramaki, K.Ogiwara, S.Etoh, S.Yoshimura, J.Vranjes
  • 雑誌名: Plasma Physics(FRONTIERS IN MODERN PLASMA PHYSICS : edited by P.K.Shukla, B.Eliasson, L.Stenflo) Vol.1061 ページ: 57-65
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion thermal effect in oscillating multi-ion plasma sheath theory (2008)
  • 著者名/発表者名: J.Vranjes, B.P.Pandy, M.Y.Tanaka, S.Poedts
  • 雑誌名: Physics of Plasmas Vol.15 ページ: 123505-1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collisional energy transfer in two-component plasmas (2008)
  • 著者名/発表者名: J.Vranjes, M.Kono, S.Poedts, M.Y.Tanaka
  • 雑誌名: Physics of Plasmas Vol.15 ページ: 092107-1-5
  • 査読あり
• [学会発表] 中性粒子の流れとプラズマの相互作用による反E×B渦形成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 荻原公平、伊藤優太、荒巻光利、吉村信次、田中雅慶
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 2010-03-30
• [学会発表] LIF measurement of neutral flow associated with formation of an anti-ExB vortex (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Ogiwara, Y.Itoh, M.Aramaki, S.Yoshimura, M.Y.Tanaka
  • 学会等名: 19th International Toki Conference
  • 発表場所: 土岐市
  • 年月日: 2009-12-09
• [学会発表] 反E´B渦の形成機構に対する背景中性粒子の役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荻原公平、伊藤優太、荒巻光利、吉村信次、田中雅慶
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第26回年会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] LIF Measurement of Neutral Flow Interacting with Vortex in a Plasma (2009)
  • 著者名/発表者名: 荻原公平, 荒巻光利, 吉村信次, 田中雅慶
  • 学会等名: 51st Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
  • 発表場所: 米国 アトランタ
  • 年月日: 2009-11-03
• [学会発表] レーザー誘起蛍光法を利用した磁場計測の可能性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荻原公平、伊藤優太、荒巻光利、吉村信次、加藤祥行、田中雅慶
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] 中性粒子の流れが寄与するプラズマの渦形成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荻原公平、伊藤優太、荒巻光利、吉村信次、田中雅慶
  • 学会等名: プラズマ科学のフロンティア研究会
  • 発表場所: 土岐市
  • 年月日: 2009-09-04
• [学会発表] 中性粒子と相互作用するプラズマの流れ構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荻原公平、江藤修三、荒巻光利、杉原拓実、吉村信次、田中雅慶
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-23
• [学会発表] プラズマに影響を与える中性粒子の挙動とその計測システム開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荻原公平、江藤修三、荒巻光利、杉原拓実、吉村信次、田中雅慶
  • 学会等名: 第12回若手科学者によるプラズマ研究会
  • 発表場所: 那珂市
  • 年月日: 2009-03-16
• [学会発表] 反E×B渦と共存する中性粒子流れの計測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荻原公平、江藤修三、荒巻光利、吉村信次、杉原拓実、田中雅慶
  • 学会等名: プラズマ科学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-02-02
• [学会発表] 飽和吸収分光法を用いた高精度LIF流速計測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荻原公平、江藤修三、荒巻光利、吉村信次、杉原拓実、田中雅慶
  • 学会等名: 「プラズマ分光診断と原子分子素過程の最先端」研究会
  • 発表場所: 土岐市
  • 年月日: 2009-01-15
• [学会発表] プラズマと相互作用する中性粒子の2次元流速測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 荻原公平、江藤修三、荒巻光利、吉村信次、杉原拓実、田中雅慶
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会 第12回九州・山口・沖縄支部大会
  • 発表場所: 春日市
  • 年月日: 2008-12-22
• [学会発表] Measurement of neutral flow associated with a vortical structure in plasma (2008)
  • 著者名/発表者名: 荻原公平, S.Etoh, 田中雅慶, 荒巻光利, 杉原拓実, 吉村信次
  • 学会等名: 10th Cross Straits Symposium
  • 発表場所: 春日市
  • 年月日: 2008-11-13
• [学会発表] 反E×B渦と共存する中性粒子の分布関数非対称性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 荻原公平、江藤修三、荒巻光利、吉村信次、杉原拓実、田中雅慶
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 盛岡市
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] Measurement of neutral Flow Velocity Field Associated with Anti-E×B Vortex (2008)
  • 著者名/発表者名: Kohei Ogiwara, S.Etoh, M.Y.Tanaka, M.Aramaki, T.Sugihara, S.Yoshimura
  • 学会等名: International Congress on Plasma Physics
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2008-09-09
• [学会発表] LIF measurement of neutrals interacting with ions (2008)
  • 著者名/発表者名: Kohei Ogiwara, S.Etoh, M.Y. Tanaka, M.Aramaki, T.Sugihara, S.Yoshimura
  • 学会等名: 4th Japan-Korea Seminar Advanced Diagnostics for Steady-state Fusion Plasma
  • 発表場所: 韓国 ポハン
  • 年月日: 2008-08-25
• [学会発表] プラズマと相互作用する中性粒子のLIF計測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 荻原公平、江藤修三、荒巻光利、吉村信次、杉原拓実、田中雅慶
  • 学会等名: プラズマ科学のフロンティア研究会
  • 発表場所: 土岐市
  • 年月日: 2008-08-06
• [学会発表] LIF measurement of neutrals interacting with ion flow (2008)
  • 著者名/発表者名: Kohei Ogiwara, S.Etoh, M.Y.Tanaka, M.Aramaki, T.Sugihara, S.Yoshimura
  • 学会等名: 2nd ITER International summer school
  • 発表場所: 春日市
  • 年月日: 2008-07-24
• [学会発表] 中性粒子と相互作用する渦 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中雅慶、荻原公平、江藤修三、荒巻光利、吉村信次
  • 学会等名: オイラー方程式の数理 渦運動150年
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2008-07-17
• [学会発表] 反E×B渦を駆動する中性粒子の2次元流速分布計測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 荻原公平、江藤修三、荒巻光利、吉村信次、杉原拓実、田中雅慶
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 東大阪市
  • 年月日: 2008-03-23
• [学会発表] 中性粒子流速計測のためのレーザー誘起蛍光分光システムの開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 荻原公平、荒巻光利、江藤修三、吉村信次、 田中雅慶
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第24回年会
  • 発表場所: 姫路市
  • 年月日: 2007-11-29
• [学会発表] 磁化プラズマ中におけるプラズマホール形成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 吉村信次、河野光雄、田中雅慶
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第24回年会
  • 発表場所: 姫路市
  • 年月日: 2007-11-28
• [学会発表] Laser induced fluorescence measurement for neutral flow in a plasma (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Ogiwara, S.Etoh, M.Y.Tanaka, M.Aramaki, S.Yoshimura
  • 学会等名: 9th Cross Straits Symposium
  • 発表場所: 韓国 ポハン
  • 年月日: 2007-11-21
• [学会発表] Neutral flow measurement using a tunable diode laser (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Ogiwara, S.Etoh, M.Aramaki, S.Yoshimura, M.Y.Tanaka
  • 学会等名: Joint Conference of 17th International Toki Conference and 16th International Stellarator/Heliotron Workshop
  • 発表場所: 土岐市
  • 年月日: 2007-10-15
• [学会発表] 背景中性粒子の流れと相互作用する反E×B渦 (2007)
  • 著者名/発表者名: 荻原公平、江藤修三、荒巻光利、吉村信次、田中雅慶
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2007-09-22
• [学会発表] LIF measurement of neutral flow using a tunable diode laser (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Ogiwara, S.Etoh, M.Aramaki, S.Yoshimura, M.Y.Tanaka
  • 学会等名: 13th International Symposium on Laser-Aided Plasma Diagnostics
  • 発表場所: 高山市
  • 年月日: 2007-09-18
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://zone.aees.kyushu-u.ac.jp/