無電極粒子加速を目指した永久磁石利用へリコン波プラズマ源の開発

开发使用永磁体进行无电极粒子加速的侦察波等离子体源

• 批准号: 19840003
• 负责人: 高橋 和貴
• 金额: $ 1.96万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19840003/
• 关键词: 永久磁石; 高周波放電; ダブルレイヤー; プラズマ電位構造; イオンエネルギー分布関数; イオン加速

直径26cm,長さ30cmのステンレス製真空容器にガラス管を接続した真空容器の設計製作を行い,ガラス管周辺に可動式永久磁石アレイ二組を設置することで,下流側にカスプ磁場の存在しない発散型磁場配位の形成を実現した.真空容器内部にアルゴンガスを導入した後に,高周波ループアンテナに13.56MHz,250Wの高周波電力を,整合回路を介して投入することで最大5×10^<11>cm^<-3>の高密度プラズマの生成に成功した.また,静電イオンエネルギーアナライザーの設計製作を行い,更にパルスラングミュアプローブ法を用いたイオンエネルギー分布関数の計測回路の設計・製作を行った.その結果,イオンエネルギー分布関数の高精度計測が可能であることを示した.上述の計測系を用いて,生成したプラズマのパラメータ計測を行ったところ,2mTorr以下の低圧力領域において,磁力線が発散する領域において急激な電位降下が起こることを観測した.また,この電位降下の値はアルゴンガス圧を下げるに伴い上昇していくことを実験的に明らかにした.ここで観測される電位構造は,ダブルレイヤー形成及びボルツマン則に従う電位形成という両者の観点から検討した結果,ダブルレイヤー形成によって電位降下が起きていることを明確に示した.更に電位下降の下流側においてイオンエネルギー分布関数の計測を行い,ダブルレイヤー形成に伴う静電イオン加速が起きていることを明らかにした.

26 cm in diameter, 30 cm long さ の ス テ ン レ ス system vacuum container に ガ ラ ス pipe を 続 し た vacuum container line の design を い ガ ラ ス tube weeks 辺 に movable type permanent magnet ア レ イ two groups を set す る こ と で, nasty side に カ ス の プ magnetic field exists し な い 発 dispersion type magnetic field coordination の form を be presently し た. Vacuum container inner に ア ル ゴ ン ガ ス を import し た に after high frequency ル ー プ ア ン テ ナ に 13.56 MHz, 250 w の high frequency power を, integrated circuit を interface し て in す る こ と で maximum 5 x 10 ^ < 11 > cm ^ 3 > < - の high-density プ ラ ズ マ の generated に successful し た. ま た, electrostatic イ オ ン エ ネ ル ギ ー ア ナ ラ イ ザ ー の line design を い, more に パ ル ス ラ ン グ ミ ュ ア プ ロ ー を ブ method with い た イ オ ン エ ネ ル ギ ー number distribution masato の の measuring circuit design, production line を っ た. そ の results, イ オ ン エ ネ ル ギ ー number distribution masato の high-precision measuring が may で あ る こ と を shown し た. The の measuring system を with い て, generate し た プ ラ ズ マ の パ ラ メ ー タ measuring line を っ た と こ ろ, 2 mtorr の low pressure area below に お い て, lines of magnetic force が 発 scattered す る field に お い て nasty shock な potential lowered が up こ る こ と を 観 measuring し た. ま た, こ の potential lowered の numerical は ア ル ゴ ン ガ ス 圧 を under げ る に with rising い し て い く こ と を be 験 に Ming ら か に し た. こ こ で 観 measuring さ れ る は potential construction, ダ ブ ル レ イ ヤ ー formation and び ボ ル ツ マ ン is に 従 う potential と い う struck is の 観 point か ら beg し 検 た results, ダ ブ ル レ イ ヤ ー form に よ っ て potential fall since が き て い る こ と を に clearly shown し た. More に potential drop の downstream side に お い て イ オ ン エ ネ ル ギ ー number distribution masato の measuring を い, ダ ブ ル レ イ ヤ ー form に with う electrostatic イ オ ン accelerate が up き て い る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

Measurement of the energy distribution of trapped and free electrons in a current-free double layer

• DOI: 10.1063/1.2803763
• 发表时间: 2007-11
• 期刊: Physics of Plasmas
• 影响因子: 2.2
• 作者: Kazunori Takahashi;C. Charles;R. Boswell;T. Kaneko;R. Hatakeyama

Field-aligned and transverse plasma-potential structures induced by electron cyclotron waves

电子回旋波引起的场对准和横向等离子体电势结构

• 发表时间: 2007
• 期刊: Applied Physics Letters 91
• 作者: K. Takahashi;K. Takahashi
• 通讯作者: K. Takahashi

ヘリコンダブルレイヤープラズマ中の電子エネルギー分布関数測定

螺旋双层等离子体中电子能量分布函数的测量

• 发表时间: 2007
• 期刊: プラズマ核融合学会第24回年会講演予稿集
• 作者: K. Takahashi;K. Takahashi;高橋和貴
• 通讯作者: 高橋和貴

不均一加熱によるECR駆動ダブルレイヤーの崩壊

由于加热不均匀导致 ECR 驱动的双层塌陷

• 发表时间: 2007
• 期刊: プラズマ核融合学会第24回年会講演予稿集
• 作者: K. Takahashi;K. Takahashi;高橋和貴;高橋和貴
• 通讯作者: 高橋和貴