テスラ級強磁化プラズマ中における左旋円偏波の電子サイクロトロン共鳴減衰

特斯拉级铁磁化等离子体中左手圆偏振波的电子回旋共振阻尼

• 批准号: 14780377
• 负责人: 金子 俊郎
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780377/
• 关键词: 左旋円偏波; 電子サイクロトロン共鳴減衰; 偏波方向反転; 境界条件; 強磁化プラズマ; 超伝導マグネット; 超電導マグネット

1、伝導冷凍型超電導マグネット(最大磁場強度4T,開口44cm,長さ25cm)の内側に直線型真空容器(直径20cm,長さ160cm)を設置し,装置の一方の端で熱陰極型直流放電プラズマ発生源を用いてアルゴンプラズマ流(電子温度1〜2eV,プラズマ密度10^9〜10^<12>cm^<-3>)を生成し,真空容器内に導入した.この時,磁場強度が最大である装置中央にマイクロ波入射用のアンテナを設置し,そこからプラズマ中にマイクロ波信号発振器により発生させたマイクロ波(周波数60及び6GHz,出力150mW)を入射した.2、昨年度の研究成果から,マイクロ波が磁力線に対して斜め方向に伝搬する,すなわち有限の半径方向(磁力線垂直方向)波数を有することが左旋円偏波から右旋円偏波への偏波方向反転の原因である可能性が示唆されているので,本年度はまずプラズマ直径を変化させることで半径方向波数を変化させ,その偏波方向反転への効果を調べた.その結果,プラズマ直径が細くなるに従って,すなわち半径方向波数が大きくなるに従って偏波方向反転が電子サイクロトロン共鳴点(ECR点)に近い位置で起こることが明らかになった.3、次に,電子密度,電子温度を変化させで偏波方向反転の特性を調べたどころ,電子密度が高いほど,また電子温度が低いほど偏波方向反転が起こりやすいことが分かった.4、これまでの結果を考察するために,有限境界および不均一磁場配位の効果を導入したプラズマ中電磁波の分散関係および偏波方向の度合いを理論的に求めたところ,半径方向の境界条件に起因する左旋円偏波と右旋円偏波の分散関係の結合,および同軸状プラズマ円柱の導波管としての効果によって偏波方向反転が引き起こされていることが明らかになった.5、この理論的に得られた分散関係を実験結果と比較したところ,半径方向波数への依存性なども含め非常に良く一致し,左旋円偏波のECR点での減衰を右旋偏波への偏波方向反転によって説明できることを明らかにした.

The main contents are as follows: 1. The lead-cooled superelectric guide is equipped with an internal straight vacuum vessel (diameter 20cm, long 25cm) with a maximum magnetic field strength of 4T, an open 44cm, and a long 160cm, and one side of the device is equipped with a direct current DC amplifier. The generator temperature 1~2eV, the ambient density 109 ~ 10 ^ & lt;12> cm^ & lt;-3&gt is used for the source equipment. ) "generate", and enter the vacuum container into the vacuum container. At the same time, the maximum magnetic field strength is set in the center of the equipment, and the vibrator is used to generate the incident wave (wavenumber 60 and 6GHz, output 150mW). 2. In the last year, the research results of the year were reviewed, and the signal of the wave was moved in the oblique direction. The number of waves in the finite radius direction (vertical direction of the magnetic force line) is affected by the number of waves in the radius direction (vertical direction of the magnetic force line). This year, the wave number in the radius direction is changed, and the wave number in the radius direction is not changed this year. According to the results of the experiment, the diameter of the electron, the wave number in the radius direction, the wave number in the direction of the bias wave, the position of the common point (ECR point), the position near the position of the common point (the point), the temperature cycle, the density of the electron, the temperature, the density, the temperature, the direction, the direction, the characteristic, the temperature, the density, the temperature, the direction, the direction, the temperature, the temperature, The temperature of the electron is low and the direction of the bias wave is reversed. 4. The results of the experiment show that the finite boundary temperature is not uniform and the coordination of the magnetic field is not uniform. The solution of the theory of the direction of polarization of the dispersion of magnetic waves in the microwave is in accordance with the theory of the direction of polarization. The cause of the boundary condition in the radius direction is the combination of the left-handed partial wave, the right-handed partial wave, the right-handed partial wave, the wave guide, the wave tube, the wave tube, the wave tube The wavenumber in the radius direction is very good and consistent, and the left-handed "partial wave" ECR point, "decay" right-handed partial wave "anti-polarized wave direction", "bright wave", "bright wave", "bright wave" and "bright wave".

项目成果

K.Takahashi: "Damping Mechanisms of Left-Hand Polarized Wave near the Electron Cyclotron Resonance Point in an Inhomogeneously Magnetized Plasma"Proceedings of the 30th European Physical Society Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics. 27A. P-2

K.Takahashi：“非均匀磁化等离子体中电子回旋共振点附近左手极化波的阻尼机制”第 30 届欧洲物理学会受控聚变和等离子体物理学会议论文集。

R.Hatakeyama: "Plasma Flow-Shear Driven Instabilities and Efficient Cyclotron-Wave Absorption in Open Magnetic-Field Configurations"Transactions of Fusion Science and Technology. 43・1T. 208-212 (2003)

R.Hatakeyama：“开放磁场配置中的等离子体流剪切驱动的不稳定性和高效回旋波吸收”《聚变科学与技术汇刊》43・1T（2003）。

K.Takahashi: "Observation of Polarization Reversal and Electron Cyclotron Damping Directly Associated with Obliquely Propagating Left-Hand Polarized Wave"Journal of Plasma and Fusion Research. 79・5. 447-448 (2003)

K. Takahashi：“与倾斜传播左手偏振波直接相关的极化反转和电子回旋阻尼的观察”《等离子体与聚变研究杂志》79・5（2003）。

高橋 和貴: "偏波方向反転に伴う左旋円偏波の電子サイクロトロン減衰"プラズマ・核融合学会 第19回年会予稿集. 27aC34P. 134-134 (2002)

Kazuki Takahashi：“由于偏振方向反转导致的左手圆偏振波的电子回旋衰减”日本等离子体与聚变科学学会第 19 届年会记录 27aC34P (2002)。

T.Kaneko: "Plasma Confining Potential Self-Consistently Formed by Local Electron Cyclotron Resonance in a Well-Shaped Magnetic Field"Physics of Plasmas. 9・4. 1271-1276 (2002)

T. Kaneko：“形状良好的磁场中局域电子回旋共振自洽形成的等离子体限制势” 等离子体物理学 9・4 (2002)。