2003 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 / プラズマ流 / 径方向電場 / 電子入射 / Proto-RT |
Research Abstract |
流れを持つプラズマの平衡状態の検証を目指す上での基礎的な実験研究を,昨年度に引き続き純電子プラズマを用いて,また今年度より新たに13.56MHz RFにより生成された中性プラズマを使用して行った. トーラス型内部導体装置Proto-RTにおいては,生成された電子プラズマの等電位面が磁気面と一致するよう電位構造の最適化を行う事により,トロイダル電子プラズマの良好な閉じ込め性能(プラズマの寿命は,電子と中性粒子との衝突により決定される)が実現されている.本年度は,非中性プラズマに特徴的なdiocotron不安定性を対象として,トロイダル磁気面配位における電子プラズマの静電揺動の計測を行った.鏡像電荷の計測を行う事により,閉じ込め粒子数等のプラズマパラメータに関して定量的なデータを得ると共に,dipole磁場に対してトロイダル磁場を印加した際,磁気シヤーの効果で電子入射中のプラズマの揺動が抑制され,安定な閉じ込めが得られる様子を実験的に確認した. 水素プラズマを用いた実験では,内部導体上に配置したリング状の電極に負電位を印加する事により,内部の広い領域に電場と流れ場を持つプラズマを生成した.静電プローブにより計測されたプラズマ空間電位のポロイダル断面における二次元分布と磁気面配位との比較によれば,プラズマ中の径方向電場の大きさは3kV/m程度得られたトロイダル流速はイオン音速度程度である.現在の13.56MHz RF実験では,電源容量等の技術的な制約からプラズマは低密度(10^<15>m^<-3>程度)に留まっており,流れがプラズマの平衡状態に与える影響の評価には至って居ないが,本実験を通して,内部導体系におけるプラズマの外部電場に対する応答についての基本的な理解が得られたと考えられる.今年度中において得られたRFパワーや水素ガス圧力に関するスケーリングを基にして,現在中性プラズマ中への外部からの電子入射による非中性化実験を開始している.
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Research Products
(3 results)
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[Publications] H.Saitoh, Z.Yoshida, H.Himura, J.Morikawa, M.Fukao: "Potential Structure of a Plasma in an Internal Conductor Device under the Influence of a Biased Electrode"Physics of Plasmas. (掲載予定). (2004)
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[Publications] H.Saitoh, Z.Yoshida, H.Himura, J.Morikawa, M.Fukao, H.Wakabayashi: "Formation of Toroidal Plasma Flow in an Internal Conductor Trap"Journal of Plasma and Fusion Research (Proceedings of ITC13). (掲載予定). (2004)
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[Publications] H.Saitoh, Z.Yoshida, H.Himura, J.Morikawa, M.Fukao, H.Wakabayashi: "Long Time Confinement of Toroidal Electron Plasmas in Proto-RT"Non-neutral Plasma Physics V (AIP Conference Proceedings). 692. 326-331 (2003)