中性粒子の流体効果による中性音波とプラズマ波動の結合

由于中性粒子的流体效应而产生中性声波和等离子体波的组合

• 批准号: 21K03501
• 负责人: 寺坂 健一郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03501/
• 关键词: 部分電離プラズマ; 静電イオンサイクロトロン波; ECRプラズマ; レーザー誘起蛍光ドップラー分光法; 光渦ビーム; 中性粒子; 静電波; 中性音波

本研究の目的は，部分電離プラズマ中の中性粒子の流体運動がプラズマ波動特性に与える影響を実験的に明らかにすることである．特に，中性粒子波動とプラズマ波動間の結合に焦点をあて，イオン音波やイオンサイクロトロン波によって中性粒子音波が励起されること，またその逆過程が存在することを実験的に実証することを目指す．部分電離プラズマに関する柔軟な実験が可能なHYPER-II 装置（九州大学）を用い，高精度な時間分解レーザー誘起蛍光ドップラー分光（TRLIF）による中性粒子音波の精密測定を行う．本申請は，光科学技術を駆使し，プラズマ状態－気体境界領域におけるプラズマの新しい物理的性質を見出す先駆的な研究である．2021年度は, 静電イオ印サイクロトロン波(ECI波)を用いた中性粒子効果の実証に関する理論的検証とHYPER-IIにおけるEIC波の励起システムの開発および初期実験を行った.２０２２年度は昨年度からの継続として, ECI波の有限中性粒子温度効果について理論的研究を進め，より現実的な環境で原理実証実験が可能であることを示した．実験では，静電イオンサイクロトロン波の伝播に関するパラメータースキャンを行った．また，新しい試みとして光渦を光源とするLIF法（OVLIF法）の導入を検討し，HYPER-II装置を用いて高次光渦を生成した．ここまでに開発したTRLIFシステムに光渦を組み込むことで，波動場中の中性粒子効果をより詳細に調べることが出来るシステムの構築を進めた．更に，中性粒子効果を検証するための波動現象として電離波動を用いた実験を開始した．電離波動が起点となって生じるカオス状態のフィードバック制御システムを構築した．

は の purpose, this study partial ionization プ ラ ズ マ の の neutral particles in fluid motion が プ ラ ズ マ wave characteristics に and え る influence を be 験 に Ming ら か に す る こ と で あ る. に, neutral particles fluctuation と プ ラ ズ マ swings between の combining に focus を あ て, イ オ ン sonic や イ オ ン サ イ ク ロ ト ロ ン wave に よ っ て neutral particles sonic が wound up さ れ る こ と, ま た そ の inverse process が す る こ と を be 験 に of card be す る こ と を refers す. Partial ionization プ ラ ズ マ に masato す る soft な be 験 が may な the HYPER - II device (kyushu university) を い, high-precision な time breakdown レ ー ザ ー induced 蛍 light ド ッ プ ラ ー spectroscopic (TRLIF) に よ る neutral particles sonic の precision measurement う を line. This application は, science and technology of light を 駆 し, プ ラ ズ マ state - 気 body boundary areas に お け る プ ラ ズ マ の new し い physical properties を see out で す 駆 of な first research あ る. 2021 annual は, electrostatic イ オ printed サ イ ク ロ ト ロ ン wave wave (ECI) を い た neutral particles unseen fruit の card be に masato す る theory 検 pass と the HYPER - II に お け る the EIC wave の wound up シ ス テ ム の open 発 お よ び early be 験 を line っ た. 2022 annual は yesterday annual か ら の 継 続 と し て, ECI wave の neutral particles limited temperature working fruit に つ い て theory research を into め よ り で principle be now be な environment certificate be 験 が may で あ る こ と を shown し た. Be 験 で は, electrostatic イ オ ン サ イ ク ロ ト ロ ン wave の 伝 sowing に masato す る パ ラ メ ー タ ー ス キ ャ ン を line っ た. ま た, new し い try み と し て vortex を light source と す る LIF method (OVLIF method) の import を 検 for し, the HYPER - II device を with い て higher light vortex を generated し た. こ こ ま で に open 発 し た TRLIF シ ス テ ム に optical vortex を み 込 む こ と で, fluctuations in the の neutral particles unseen fruit を よ り detailed に adjustable べ る こ と が out る シ ス テ ム の build を into め た. More に, neutral particles unseen fruit を 検 card す る た め の fluctuations と し て ionization wave を with い た be 験 を began し た. Ionization wave が starting point となって generates じるカ ス ス state フィ フィ ドバッ ドバッ <s:1> control システムを constructs た た.

项目成果

静電イオンサイクロトロン波の伝播特性に対する中性粒子効果

中性粒子对静电离子回旋波传播特性的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 寺坂健一郎;吉村信次
• 通讯作者: 吉村信次

直線プラズマ装置におけるカオス探査と制御

线性等离子体装置中的混沌探索与控制

• 发表时间: 2022
• 作者: 寺坂健一郎;小菅佑輔;福山隆雄
• 通讯作者: 福山隆雄

Plasma-neutral coupling allows electrostatic ion cyclotron waves to propagate below ion cyclotron frequency

等离子体中性耦合允许静电离子回旋波在离子回旋频率以下传播

• DOI: 10.1063/5.0078192
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physics of Plasmas
• 影响因子: 2.2
• 作者: Terasaka K.;Yoshimura S.
• 通讯作者: Yoshimura S.

部分電離プラズマ中の静電イオンサイクロトロン波の伝播特性に対する中性粒子温度効果

中性粒子温度对部分电离等离子体中静电离子回旋波传播特性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 寺坂健一郎;吉村信次
• 通讯作者: 吉村信次

光渦を用いた境界領域のイオン流計測

使用光学涡流测量边界区域的离子流

• 发表时间: 2022
• 作者: 吉村信次;寺坂健一郎;荒巻光利
• 通讯作者: 荒巻光利