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光渦を用いた新しい電子サイクロトロン加熱法の提案

提出一种利用光学涡旋的新型电子回旋加热方法

基本信息

批准号：
22K03580
负责人：
辻村亨
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Chubu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

電子サイクロトロン波を用いたプラズマ加熱の問題は、電子サイクロトロン波がカットオフ密度以上の高密度領域を伝搬できないことである。そこで螺旋状の波面を持つ渦EC波を使うことで、従来のカットオフ密度以上の高密度領域を伝搬できることを示唆する発展的な理論を構築している。冷たく一様な磁化プラズマ中において、螺旋波面を持つ電子サイクロトロン波の波動場に関する伝搬理論において、複素アイコナール近似に加えて、波数ベクトルに関してオーダリングの近似を行っている点が問題であった。それに伴う位相特異点への近接性や伝搬可能距離に関する制限があった。本年度はこれらの制限を取り除いた高次な理論を構築中である。螺旋状に空間変化する波数ベクトルを従来の代数方程式ではなく、複素位相関数に関する偏微分方程式で記述することで、より正確な伝搬特性が明らかになる見込みを得た。次の段階として、この方程式を解析的あるいは数値的に解けば良い。その結果として、平面波をベースにした従来の理論で考えられているOモードやXモードの伝搬可能な密度領域が、螺旋波面を持つ電子サイクロトロン波では変わることが明らかになってきた。特に高密度領域を伝搬可能な渦EC波の存在が明らかになりつつある。実験的検証を行うための光渦伝送系が構築されているので、理論シミュレーションと実験の両面で進めてきた。今後は空間微分に関して近似の全波解析からも渦EC波の伝搬特性を明らかにしていく。

The problem of electronic wave heating is that the density of electronic wave is higher than that of high density field. The spiral wave surface is maintained in a vortex EC wave, and the theory of development is constructed in a high-density field above the density of the wave. The magnetic field of the cold wave, the spiral wave front, and the ratio field of the electron wave are related to the theory, the complex wave approximation, and the wave number. The proximity of the phase specific point and the possible distance are limited. This year's system is limited to high-order theory. Helical spatial transformation of wave number is described by algebraic equations, complex prime correlation number is described by partial differential equations, and correct transformation characteristics are obtained. The order of the equation is analyzed and the solution is good. The result is that plane waves can move in density fields, spiral waves can move in electronic fields, and plane waves can move in theory. Especially in high-density areas, it is possible to move vortex EC waves. The theory and practice of optical vortex transmission system are discussed in detail. In the future, the spatial differentiation is related to the approximation of full-wave analysis, and the propagation characteristics of vortex EC waves are clearly defined.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Propagation properties of electron cyclotron wave with helical wavefront in magnetized plasma

螺旋波前电子回旋波在磁化等离子体中的传播特性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Okabayashi;S. Inoue;N. Logan;Z. Wang;Z. Taylor;E. Strait;R. La Haye;J. Hanson;D. Shiraki,;T. I. Tsujimura and S. Kubo
通讯作者：
T. I. Tsujimura and S. Kubo

光渦を用いた新しい電子サイクロトロン加熱実験に向けたスパイラル位相ミラーの開発

使用光学涡旋开发用于新型电子回旋加速器加热实验的螺旋相位镜