磁化プラズマ電子-イオンハイブリッド温度勾配による乱流輸送新現象

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22340168
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 金子 俊郎 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30312599)
• 研究分担者: 加藤 俊顕 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (20502082) ; 畠山 力三 東北大学, 大学院・工学研究科, 名誉教授 (00108474)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 電子温度勾配モード / ドリフト波モード / 非線形結合 / バイスペクトル解析 / プ ラズマ乱流 / 輸送現象 / フロー速度シア

研究概要

高電子温度の電子サイクロトロン共鳴プラズマと低温の熱電子を制御して重畳することで,電子温度勾配(ETG)の形成に成功した.このETGにより高周波揺動(ETGモード)が励起され,さらに低周波揺動(ドリフト波モード)も増幅されることが明らかとなった.バイスペクトル解析を用いることで,ドリフト波モードがETGモードとの非線形マルチスケール結合によって助長され,さらにETG強度を詳細に変化させて調べることで,ETGモードからドリフト波モードへエネルギーが移送されることを明らかにした.一方,磁力線垂直方向のE×Bフロー速度シアによって,ETGモードおよびドリフト波モードが抑制されることを実証した.

研究成果

• [雑誌論文] Collisionless Drift Waves Ranging from Current-Driven, Shear-Modified, and Electron-Temperature-Gradient Modes (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Hatakeyama, C. Moon, S. Tamura, and T. Kaneko
  • 雑誌名: Contributions to Plasma Physics 巻: Vol.51, No. 6 ページ: 537-545
  • DOI: DOI:10.1002/ctpp.201010156
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shaped Electrostatic Probes (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kaneko and R. Hatakeyama, "Measurements of Mode Structure of Shear-Modified Drift Wave Using Y- and T-
  • 雑誌名: Contributions to Plasma Physics 巻: Vol. 50, No. 9 ページ: 796-801
  • DOI: DOI:10.1002/ctpp.201010134
  • 査読あり
• [雑誌論文] New Aspects on Plasma Wave and Instability Phenomena in Basic-Plasma Experiments (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Hatakeyama, T. Kaneko, and W.Oohara
  • 雑誌名: Journal of Plasma Physics 巻: Vol. 76, No. 3-4 ページ: 513-523
  • DOI: DOI:10.1017/S0022377809990717
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Electron Temperature Gradient Driven Low-Frequency Instabilities in Magnetized Plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: C. Moon, S. Tamura, T. Kaneko, and R. Hatakeyama
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research SERIES 巻: Vol. 9 ページ: 436-440
  • URL: http://www.jspf.or.jp/JPFRS/PDF/Vol9/jpfrs2010_09-436.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of Electron Temperature and Space Potential Gradients by Superposition of Thermionic Electrons on Electron Cyclotron Resonance Plasmas (2010)
  • 著者名/発表者名: C. Moon, T. Kaneko, S. Tamura, and R. Hatakeyama
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: Vol. 81, No. 5 ページ: 053506-1-4
  • DOI: DOI:10.1063/1.3433553
  • 査読あり
• [学会発表] 電子温度勾配モード飽和に起因するドリフト波モード変調に対する非線形結合の効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 文贊鎬,畠山力三,金子俊郎
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島県東広島
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] 基礎プラズマ実験装置による磁化プラズマ揺動非線形結合解析(招待講演) (2013)
  • 著者名/発表者名: 金子 俊郎,文 贊鎬,畠山 力三
  • 学会等名: 第16回若手科学者によるプラズマ研究会
  • 発表場所: 茨城県那珂市
  • 年月日: 2013-03-05
• [学会発表] ナノバイオ融合プラズマプロセスにみる非平衡性と新機能材料創成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金子俊郎
  • 学会等名: 第1回自然科学研究機構コロキウム
  • 発表場所: 神奈川県箱根町
  • 年月日: 2013-02-06
• [学会発表] 磁化プラズマ揺動の非線形結合機構解明と構造制御ナノ物質形成への応用(招待講演) (2012)
  • 著者名/発表者名: 金子俊郎
  • 学会等名: プラズマ核融合学会九州・沖縄・山口支部第16回支部大会
  • 発表場所: 福岡県春日市
  • 年月日: 2012-12-23
• [学会発表] 磁化プラズマ中電子温度勾配駆動不安定揺動間の非線形結合の同定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 文贊鎬,畠山力三,金子俊郎
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第29回年会
  • 発表場所: 福岡県春日市
  • 年月日: 2012-11-27
• [学会発表] Suppression of electron temperature gradient mode and drift wave mode via controlled E × B velocity shears in magnetized plasma (2012)
  • 著者名/発表者名: C. Moon, R. Hatakeyama, T. Kaneko
  • 学会等名: 11th Asia Pacific Conference on Plasma Science and Technology & 25th Symposium on Plasma Science for Materials
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2012-10-02
• [学会発表] 直線型磁化プラズマにおける電子温度勾配モードとドリフト波モードの非線形結合解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 文贊鎬,畠山力三,金子俊郎
  • 学会等名: プラズマパルスパワー合同研究会
  • 発表場所: 岩手県盛岡市
  • 年月日: 2012-08-09
• [学会発表] Control of Nanoparticle Synthesis Using Physical and Chemical Dynamics of Gas-Liquid Interfacial Non-Equilibrium Plasmas (Invited) (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kaneko, Q. Chen, S. Takahashi, andR. Hatakeyama
  • 学会等名: 39th European PhysicalSociety Conference on Plasma Physics and 16th International Congress on Plasma Physics
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 2012-07-04
• [学会発表] 磁化プラズマ中電子温度勾配モードとドリフト波揺動の非線形結合解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 文贊鎬,畠山力三,金子俊郎
  • 学会等名: 第9回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2012-06-28
• [学会発表] 磁化プラズマ中電子温度勾配モードに対するガス圧力の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 文贊鎬,金子俊郎,畠山力三
  • 学会等名: PlasmaConference2011(プラズマ・核融合学会第28回年会/応用物理学会第29回プラズマプロセシング研究会/日本物理学会(領域2)2011年秋季大会)
  • 発表場所: 石川県金沢市
  • 年月日: 2011-11-22
• [学会発表] Suppression of Electron Temperature Gradient Mode by Controlled E × B Velocity Shears in Magnetized Plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: C. Moon, T. Kaneko, and R.Hatakeyama
  • 学会等名: 64th Annual Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Salt Lake City, USA
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] Effects of E×B VelocityShear on High and Low Frequency Fluctuations Excited by Electron Temperature Gradient (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kaneko, C. Moon, and R.Hatakeyama
  • 学会等名: URSI General Assembly and Scientific Symposium of International Union of Radio Science
  • 発表場所: Istanbul, Turkey
  • 年月日: 2011-08-13
• [学会発表] 磁化プラズマ中電子温度勾配駆動プラズマ不安定性の波数計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 文贊鎬,金子俊郎,畠山力三
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟県新潟市
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] 電子温度勾配駆動プラズマ不安定性に対するE×Bシアの効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 文贊鎬,金子俊郎,畠山力三
  • 学会等名: 第27回プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: 北海道札幌市
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] 磁化プラズマ中電子温度勾配モードによる低周波揺動の変調 (2010)
  • 著者名/発表者名: 文贊鎬,金子俊郎,畠山力三
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府堺市
  • 年月日: 2010-09-23
• [備考] 機関リポジトリ
  • URL: http://www.plasma.ecei.tohoku.ac.jp
• [備考]
  • URL: http://ir.library.tohoku.ac.jp/