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2014 年度 実績報告書

冷却プラズマ混合系における内部素過程と動的物性の研究

研究課題

研究課題/領域番号 25610169
研究機関日本大学

研究代表者

荒巻 光利  日本大学, 生産工学部, 准教授 (50335072)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード強結合プラズマ / レーザー冷却 / イオントラップ
研究実績の概要

弱結合プラズマ中ではデバイ遮蔽により電場が遮蔽されるが,強結合プラズマ中ではデバイ遮蔽の近似は成り立たなくなり,遮蔽メカニズムとしてイオン球モデルが用いられる.このようなクーロン相互作用の遮蔽メカニズムの違いにより,弱結合プラズマ中と強結合プラズマ中ではイオンーイオン衝突等の素過程が大きく異なると考えられている.これまでに行った微弱レーザーによるドップラーレーザー誘起蛍光(LIF)計測により,弱結合と強結合の中間的な結合領域で自然広がりの数倍に及ぶ一様広がりを観測しており,イオンーイオン衝突周波数の増大を示唆する結果を得ている.しかし,LIF計測では,微弱なレーザーを用いてもプラズマの状態に与える影響を無視することが出来ず,定量的な評価が難しい状態であった.本研究は,強結合プラズマ中のイオンの拡散を直接観測することで,衝突過程の変化を明らかにすることを目的としている.そのため,プラズマを構成する全粒子の温度を制御しつつ,可視化する必要がある.実験にはカルシウム(Ca)イオンおよびストロンチウム(Sr)イオンの2種イオンからなる純イオンプラズマを用いる.平成25年度には,既存のCaイオン用レーザー冷却実験装置に,Srイオン用レーザー冷却用レーザー(422nmおよび102nm)およびSrイオン用LIF測定系を追加して冷却実験を行い,固相への相転移を画像計測した.プラズマを構成する全粒子を観測するには同位体イオン等の不純物を排除する必要があるため,平成26年度は,Ca(40)およびSr(88)を選択的に生成する光電離レーザー(423nm,461nm,375nm)を開発した.これにより,同位体選択された2種イオンからなる純イオンプラズマの生成および計測系が整備された.今後は,これらを用いたイオン拡散計測実験を,強結合領域において行う.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014 その他

すべて 学会発表 (4件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [学会発表] レーザー冷却強結合プラズマの速度分布計測2014

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      「荷電粒子系の物理」研究会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-12-27
  • [学会発表] 光科学を融合した新しいプラズマ物理研究2014

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      朱鷺メッセ, 新潟
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • 招待講演
  • [学会発表] Precise plasma spectroscopy using a tunable diode laser2014

    • 著者名/発表者名
      M. Aramaki
    • 学会等名
      INTERNATIONAL CONGRESS ON PLASMA PHYSICS
    • 発表場所
      Lisboa, Portugal
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-19
    • 招待講演
  • [学会発表] Laser Induced Fluorescence Measurement of Moderately Coupled One Component Plasma2014

    • 著者名/発表者名
      M. Aramaki
    • 学会等名
      22nd International Conference on Spectral Line Shapes
    • 発表場所
      Tullahoma, Tennessee, USA
    • 年月日
      2014-06-01 – 2014-06-06
    • 招待講演
  • [備考] 荒巻研究室 研究業績

    • URL

      http://aramaki-lab.ee.cit.nihon-u.ac.jp/publication.html

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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