2002 Fiscal Year Annual Research Report
トーラス型非中性プラズマトラップの平衡と閉じ込め特性に関する実験的研究
Project/Area Number |
02J08377
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
齋藤 晴彦 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC1)
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Keywords | 非中性プラズマ / 電子プラズマ / トーラス電子プラズマ / diocotron不安定性 / トロイダル磁気面配位 |
Research Abstract |
本年度は,トーラス型内部導体型装置Proto-RTにおいてトロイダル純電子プラズマの基礎特性の計測を行い,また,外部電場を使用したトーラス電子プラズマの制御を行い,電位分布構造や閉じ込め時間といった特性の改善が得られた.補助金は,主として実験用の器材や書籍等の購入代金,また学会における成果発表のための旅費として使用した. 計測装置として,複数のemissive Langmuirプローブを製作して多段アレイ化し,またプラズマに非接触で静電揺動の測定が可能なwallプローブを製作して使用した.計測結果により,電子プラズマがトーラス非中性プラズマに特徴的な装置内部にシフトする電位分布構造を取り,本来の電子軌道から拡散して,内部導体を取り巻く閉じ込め領域内に広く分布している事が明らかになった. こうしたプラズマの中空状の電位分布を解消し,E×Bドリフトによる対向するシヤー流を抑制するよう磁場配位と制御電極電位の最適化を行った結果,トーラス電子プラズマの長時間閉じ込めが可能になった.Wall probeを用いた静電揺動の計測によれば,電位制御時にKelvin-Helmholtz (diocotron)不安定性に対応する周波数帯の揺動振幅が,十分の一程度まで抑制され,また0.3秒程度の閉じ込め時間が得られた.この閉じ込め時間は,電子-中性粒子の衝突輸送による拡散時間に達しており,磁気面及び電位分布制御を使用したトーラス配位が安定な平衡配位を形成している事を示している. 本年度の実験研究を通して,プラズマの平衡の理解や反物質を含む多様な荷電粒子の閉じ込めを目指す上で必要な,磁気面を持つトーラス型磁場配位中での非中性(純電子)プラズマについて基本的な特性・制御方法が明らかになったと考えられる.
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Research Products
(3 results)
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[Publications] 齋藤晴彦他: "Proto-RTにおける非中性プラズマのポテンシャル構造と制御実験"日本物理学会講演概要集. 57巻1号2分冊. 144 (2002)
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[Publications] 齋藤晴彦他: "トーラス系における電子プラズマの長時間閉じ込め"日本物理学会講演概要集. 57巻2号2分冊. 195 (2002)
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[Publications] H.Saitoh et al.: "Control of Equilibrium Structure of a Toroidal Non-neutral Plasma in Proto-RT"Proceedings of 11th international congress on plasma physics. (発刊予定.発表内容は概要集p377).