2003 Fiscal Year Annual Research Report
トーラス磁場を用いた高密度ヘリコン波プラズマの生成に関する研究
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13680563
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
森本 茂行 金沢工業大学, 工学部, 教授 (20026248)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐野 史通 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (70115856)
岡田 浩之 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助手 (50169116)
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| Keywords | 高周波加熱プラズマ / ヘリコン波 / トーラス磁場 / ヘリカル磁場 / ヘリオトロン / トロイダルプラズマ / 高密度プラズマ / 高周波放電 |
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| Research Abstract |
昨年度に引き続き、ヘリオトロンDR装置において、132[mm]×180[mm]の楕円型ループアンテナを用い、高周波発振器から周波数13.6[MHz]、入射パワー≦10[kW]の高周波電力を供給し、より高密度のアルゴンプラズマ生成を目指して実験を行った。今回、プラズマ密度のトーラス方向の一様性を調べるために、アンテナ近傍(アンテナから約0.2[m])と、トーラス反対側(アンテナから約2.6[m])の2箇所に静電プローブを設置した。また、ヘリコン波が励起されているか否かを確認するために、高周波磁場の小半径方向成分を検知する磁気プローブを真空容器内に装着した。プラズマの生成は、ガス圧、2×10^<-5>〜6×10^<-3>[torr]、磁場強度、100〜1500[G]の範囲で行った。今年度は、特に高周波整合回路のコンデンサーアンテナ間の接続方式の違いがプラズマ生成に及ぼす効果を調べた。その結果、アンテナがこれまでのように、真空容器に接続され、接地されている場合と異なり、コンデンサを介して電気的に浮いている場合に、ガス圧と入射電力の増大に伴い、放電が高密度モードに遷移する現象が観測された。この方式により、現在昨年度より約一桁高密度の10^<18>[m^<-3>]台のトーラス方向に一様なプラズマが生成されている。また、さらに高ガス圧においては、アンテナ付近に局在した放電ではあるが、10^<19>[m^<-3>]台のプラズマが得られている。入射電力の更なる増大により、このようなトーラス方向の非一様性は解消されると考えており、実験を進めている。また、磁気プローブによる高周波磁場の小半径方向分布は、ヘリコン波が励起されている場合に予測される分布に近いものとなっている。なお、以上の研究成果は平成15年7月にグライフスバルト(ドイツ)で行われたThe 26^<th> International Conference on Phenomena in Ionized Gases、および11月に水戸で行われたプラズマ・核融合学会、金沢で行われた日本物理学会北陸支部講演会、さらに今年3月に宇治で行われたThe Joint Meeting of US-Japan Workshop and Kyoto University 21th COE Symposiumで報告された。
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