非平衡MHDプラズマに及ぼす外来ゆらぎの効果

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究はMHD電機内の非平衡プラズマに及ぼす揺らぎの影響を調べることを目的としたものであるが、昭和63年度において以下に示す実験及びシミュレーションによる研究を行ないそれぞれ有益な結果が得られた。(1)「クローズサイクルMHD発電実験装置FUJI-1」による実験において、発電出力及びプラズマの発光強度の揺らぎ観測し、データレコーダに記録したアナログデータを購入品のトランジェントメモリーを使ってデジタル化して、スペクトル解析をした結果、磁気音響学的不安定性に期待される周波数成分が存在することが確かめられた。(2)MHD発電機に投入される熱入力の揺らぎ及びプラズマの電気伝導性を良くするために添加されるシード量の揺らぎを外来揺らぎとしてシミュレーションを行った結果、外来揺らぎに依り発電機内プラズマに生じる変動は、外来揺らぎの種類により以下のように異なる事が分かった。発電機への熱入力に揺らぎがあると、磁気音響学的不安定性がプラズマに発生し、プラズマは非一様になる。また作動ガスの電気伝導性を高めるために混入させるシード量に揺らぎが含まれていると、その揺らぎ量が小さいときは、プラズマには、その揺らぎに応じた揺らぎが導入されるが、シードのゆらぎがおおきくなると、発電機内プラズマにシード原子の弱電離不安定性が誘起され、電子温度等の諸性質は大きく変動し、エネルギー変換効率は著しく低下する。(3)これらの結果は発電工学的に有用であるばかりでなく、物理学的には、非平衡な系糸を維持するに必要な入力条件に揺らぎが存在すると種々の不安定性が誘起される興味ある結果を示しており、さらに実験的研究を重ね、統計物理学的な発展を試みたい。