トーラス電子プラズマ中へ入射する高圧力プラズモイドの開発

进入环形电子等离子体的高压等离子体团的开发

• 批准号: 11780343
• 负责人: 比村 治彦
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11780343/
• 关键词: 非中性プラズマ; マルンバーグトラップ; 同軸ガン; 多パルス蓄積法; エミッシブプローブ; ハイインピーダンスプローブ; プラズマ電位; 修正ボルツマン因子; 電気的非中性プラズマ生成; 同軸プラズマガン; 電子銃; 電子プラズマ; プラズモイド; プラズマ回転流; 反磁性

プラズマ電荷中性条件が破れると,プラズマ中には自己電場が発生するので,磁場閉じ込めプラズマ中においては回転流が生成すると期待できる.このことを実験的に検証する方法として,電子プラズマ中に準中性プラズマを重畳させることを考え装置の開発を進めてきた.今年度は,まず,非中性プラズマ実験用同軸ガンの製作を行った.開発したプラズマガンはマーシャルガン型で,ガンの構造対称軸上に熱陰極放射型の電子銃を装填できるようになっている。また,同軸ガンを放電させるための充放電系を構築し,ガス導入系を除いて全ての準備を整えた.次に,本実験を行うBX-U実験装置での電子プラズマの生成実験を行った.BX-Uはマルンバーグ型のトラップ装置となっている.この装置において,磁場強度が200G程度の弱磁場中で密度〜10^<12>m^<-3>の純電子プラズマを0.1秒の時間オーダーで閉じ込めることができることを確認した.しかし,閉じ込め時間に対する再現性にばらつきがあり,実験に対して何らかの外的要因か,制御不可能な現象が含まれている事を示唆している.このため,入射電子数や入射時間を高精度で制御できる多パルス蓄積法を行うため,制御回路系の構築を行った.第3に,電子プラズマの電位をエミッシブプローブで測定する実験をProto-RT装置において行った.従来,トーラス電子プラズマの電位はハイインピーダンスプローブで測定され,精度は高いと報告されてきているが,この測定法では空間電位ではなく,電子プラズマ中での浮遊電位を測定しているにすぎず,両者の間に大きな違いがでることを明らかにした.また,回転エネルギーを有している非中性プラズマでは密度が修正ボルツマン因子に従うので,プローブ特性から密度を算出する際には,このことを考慮しなければならないことを指摘した.さらに,電子プラズマの浮遊電位が,バックグラウンドの不純物量で変化することも示した.

The charge neutral condition is broken, the electric field is generated, and the magnetic field is closed. This is the first time that a computer has been installed. This year's production of coaxial cable is very difficult. The electron gun of the hot cathode emission type is loaded on the axis of the structure of the electron gun. In addition, the coaxial cable system is constructed and the introduction system is prepared. The BX-U device is designed to be used for electronic power generation. In this device, in a weak magnetic field with a magnetic field strength of about 200G, a pure electron with a density of ~ 10^<12>m^<-3>can be identified in 0.1 seconds. The main cause of the phenomenon is to control the impossibility of the phenomenon. The number of incident electrons and the incident time are controlled with high precision by the accumulation method, and the construction of the control loop system is carried out. Third, the electronic potential measurement of the Proto-RT device. In the past, the potential of electron polarization was measured with high accuracy. The measurement method was used to measure the floating potential of space potential. When calculating the density of a non-neutral material, the density of the material is corrected. The floating potential of the electron particles is reduced, and the amount of impurities in the particles is reduced.

项目成果

Z.Yoshida,Y.Ogawa,J.Morikawa,H.Himura et al: "Toroidai Magnetic Confinement of Non-Neutral Plasmas"NON-NEUTRAL PLASMA PHYSICS III. 397-404 (1999)

Z.Yoshida，Y.Okawa，J.Morikawa，H.Himura等：“非中性等离子体的环形台磁约束”非中性等离子体物理学II​​I。

C.Nakashima,Z.Yoshida,J.Morikawa,H.Himura et al.: "Experiments on Pure Electron Plasmas Confined in a Toroidal Geometry"NON-NEUTRAL PLASMA PHYSICS III. 411-416 (1999)

C.Nakashima，Z.Yoshida，J.Morikawa，H.Himura 等：“受限于环形几何形状的纯电子等离子体的实验”非中性等离子体物理 III。

H.Himura et al.: "Confinement of Nonneutral plasmas in the Prototype Ring Trap Device"NON-NEUTRAL PLSMA PHYSICS III. 405-410 (1999)

H.Himura 等人：“原型环形陷阱装置中非中性等离子体的限制”非中性等离子体物理学 III。

H.Himura et al.: "Electrically nonneutralized plasmas for hydrodynamic confinement"Fusion Energy 2000. (予定).

H. Himura 等人：“用于流体动力限制的电非中和等离子体”Fusion Energy 2000。（计划中）。

Y.Ogawa,H.Himura et al.: "Design of a toroidal plasma confinement device with a levitated super-conducting internal coil"NON-NEUTRAL PLASMA PHYSICS III. 417-422 (1999)

Y.Okawa，H.Himura 等人：“带有悬浮超导内部线圈的环形等离子体约束装置的设计”非中性等离子体物理学 III。