分子活性化再結合による非接触水素プラズマの構造変化

由于分子活化重组导致非接触氢等离子体的结构变化

• 批准号: 11780354
• 负责人: 大野 哲靖
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Nagoya University
• 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-11780354/
• 关键词: 非接触プラズマ; プラズマデタッチメント; ダイバータ; 放射再結合; 3体再結合; 分子活性化再結合; 同位体効果; 核融合

水素分子が介在した分子活性再結合(Molecular Activated Recombination:MAR)による非接触プラズマの構造変化を実験的に調べた。分子活性化再結合の主な反応過程は,(1)H_2(V)+e→H^-+H,→H^-+A^+→A+H(荷電交換再結合)(2)H_2(V)+A^+→(AH)^++H,→(AH)^++e→A+H(解離性再結合)である。ここで、A^+はプラズマイオンを表す。以下に得られた成果をまとめる。1)ヘリウムプラズマに水素ガスを導入し、電子-イオン再結合から分子活性化再結合への遷移過程を調べた。水素ガス導入量を増やしていくと、電子-イオン再結合に伴う高励起準位からの発光が消失することが観測された。一方、プラズマ粒子束は水素ガス導入量に対して単調に減少しており、水素ガス導入量が多い領域では分子活性化再結合が主な粒子損失過程であることが実験的に明らかになった。さらに、プラズマ密度と導入水素流量の二次元空間上で、電子-イオン再結合と分子活性化再結合の存在領域が実験的に初めて明らかになった。2)上記の遷移過程は衝突輻射モデルを用いて計算した分子活性化再結合の速度係数を考慮した流体コードによる解析によって再現することができた。さらに中性ガス流の解析を行い、ガス排気の違いよって水素分子の沿磁力線方向分布が極めて大きく影響を受けることが明らかになった。

Molecular Activated Reconbination (MAR) is a non-contact molecular recombination process. The main reaction process of molecular activation recombination is: (1) H_2 (V)+ e → H ^-+ H → H ^-+ A ^+ → A + H (charge exchange recombination);(2) H_2 (V)+ A ^+ → (AH)^++ H → (AH)^++ e → A + H (dissociative recombination).ここで、A^+はプラズマイオンを表す。The following results were obtained. 1) The process of molecular activation and recombination is regulated by the introduction of water and electron. The amount of water introduced into the system increases, and the electron recombination occurs at a high excitation level. In one aspect, the particle beam is characterized by a decrease in the amount of water introduced, and a decrease in the amount of water introduced. The density of water introduced into the two-dimensional space, the recombination of electrons and molecules, and the recombination of molecules activated in the existence field are the first to be realized. 2)The above mentioned migration process is based on the calculation of the velocity coefficient of molecular activation and recombination. The distribution of water molecules along the magnetic field is greatly affected by the analysis of neutral flow and emission.

项目成果

N.Ohno et al.: "Resistivity and Fluctuation in Detached Recombining Plasmas and their Influence on Probe Characteristics"Contributions to Plasma Physics. (掲載予定). (2001)

N.Ohno 等人：“分离重组等离子体中的电阻率和涨落及其对探针特性的影响”对等离子体物理学的贡献（即将出版）。

N.Ohno et al: "Dynamic Response of Detached Recombining Plasmas to Plasma Heat Pulse in a Duvertor Simulator"Physics of Plasmas. 6・6. 2486-2494 (1999)

N. Ohno 等人：“Duvertor 模拟器中分离重组等离子体对等离子体热脉冲的动态响应”等离子体物理学 6・6 (1999)。

N.Ohno et al.: "Static and Dynamic Behaviors of Plasma Detachment in Divertor Simulator NAGDIS-II"Nuclear Fusion. (掲載予定). (2001)

N. Ohno 等人：“偏滤器模拟器 NAGDIS-II 中等离子体分离的静态和动态行为”核聚变（即将出版）。

D.Nishijima et al.: "Evaluation of Electron Temperature in Detached Recombining Plasmas"Journal of Nuclear Materials. (掲載予定). (2001)

D.Nishijima 等人：“分离重组等离子体中的电子温度的评估”核材料杂志（2001 年）。

D.Nishijima et al: "Ion Temperature Measurement and Energy Balance in Detached Plasmas in the Divertor Simulator,NAGDIS-II"Proc.of 26th EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics,Masstrichit,Netherlands. 485-488 (1999)

D.Nishijima 等人：“偏滤器模拟器 NAGDIS-II 中分离等离子体中的离子温度测量和能量平衡”Proc.of 第 26 届 EPS 受控聚变和等离子体物理会议，荷兰马斯特里奇特。