不均一密度磁化プラズマ中におけるドリフト渦の実験的研究

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以下の研究結果を得た。1.酸化物陰極によるラインタイニグプラズマの生成(1)磁化真空容器中に設置した酸化物陰極の上半面で直流放電のプラズマを作り、そこから拡散してくるイオンと酸化物陰極の下半面から放出される熱電子を合成することにより安定で密度勾配のあるラインタイニグプラズマを生成することが出来た。(2)得られたラインタイニグプラズマの密度10^8/cc電子温度の0.2eVでその密度勾配の特性長は2Cmである。このプラズマ中においては密度と電位の間にボルツマン関係式が成立した。しかもこの関係式より得られる電子温度は探針特性より求められるものに等しく酸化部陰極の温度に近い。2.ドリフト渦の観測(1)得られたラインタイニグプラズマ中に配置した小電極に電位変動を与えることによりドリフト波を効率よく励起することが出来た。すなわち波動に伴う電位と密度の変動についてもボルツマン関係式が成り立ち小振幅波の分散特性およびパルス伝播波形はドリフト波の分散式でよく説明できる。(2)0.1〜2.0の密度変動を持つ大振幅ドリフト波パルスを励起したところその伝播速度は振幅とともに速くなりその幅も狭くなる傾向にありドリフト波ソリトンを生成することが出来た。しかも密度変動が1より大きい時には渦を伴ったソリトンすなわちドリフト渦が形成される。磁場に垂直な2次元平面上の密度変動を詳しく調べた結果その等密度線はほぼ円形であるが複雑な変形を伴っている。0次の電界勾配をも考慮した理論を案出し実験結果を検討したところソリトンの形成には電界勾配が重要であることが判明した。