有限磁化プラズマのカオス的振る舞い

有限磁化等离子体的混沌行为

• 批准号: 09878089
• 负责人: 河合 良信
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09878089/
• 关键词: 不安定系; プラズマカオス; 磁化プラズマ; 間欠性カオス; ECRプラズマ; フルート波; 間欠カオス

有限磁化プラズマ中に励起されるフルート波やドリフト波が、その振幅が大きくなるとカオス状態に移行するかどうかを明らかにすることを目的として実験を行い、以下の成果を得た。(1)磁気ミラー型プラズマ発生装置(直径29cm)に、周波数2.45GHz(最大5kW)のマイクロ波をTEllモードで印加し、電子サイクロトロン共鳴によりECRプラズマを生成した。この時、磁化プラズマの密度勾配に起因する不安定性を観測した。不安定性はプローブで受信し、オッシロスコープで時系列データを取り、周波数スペクトルをスペクトラムアナライザーで測定した。この結果、この不安定性はマイクロ波パワー、圧力、磁場強度、磁場勾配に強く依存することが分かった。(2)あるマイクロ波パワーでイオン飽和電流が急激に増大する「モードジャンプ」が観測された。この「モードジャンプ」が異常波(X波)の高域混成波共鳴条件で起きることを見出した。(3)2次元駆動装置を用いて不安定波動の波長測定を行い、不安定波動がm=2-3のフルート波であることが分かった。(4)フルート波の時系列データから相空間の軌道を求めた結果、不安定波動が乱れてくると間欠的に振る舞い、カオス状態になることを見出した。以上のことから、ECRプラズマ中で励起される低周波はフルート波であり、間欠運動を経てカオスに至っていることが明らかになった。今後は、 「モードジャンプ」とカオスの関係を調べ、さらにECRプラズマ中のカオスの発生機構を明らかにすることにより、有限磁化プラズマ中のカオス現象がプラズマの均一性に及ぼす影響を研究する必要がある。

The finite magnetization is excited in the middle of the wave, the amplitude of the wave is large, the state of the wave is shifted, and the purpose of the wave is achieved. (1)Magnetic resonance generator (diameter 29cm), frequency 2.45 GHz (max. 5kW), and electronic resonance generator (ECR) The cause of the instability of the density matching of the time and magnetization is measured. The instability is determined by the number of cycles selected from the time series. The results, instability, and magnetic field strength depend on the frequency of the magnetic field. (2)The saturation current increases rapidly. The resonance condition of abnormal wave (X-wave) and high-domain hybrid wave is observed. (3)2 The wavelength measurement of the unstable ratio is carried out in the middle of the dimensional driving device, and the unstable ratio is m=2-3. (4)The time series of the wave is different from the orbit of the phase space. The result is unstable. The state of the wave is different. The above is the first time that the ECR has been excited, and the low frequency wave has been excited. In the future, it is necessary to study the uniformity and influence of the phenomenon of polarization in finite magnetization.

项目成果

Y.Ueda: "Role of Extraordinary Waves in Uniform Electron Cyclotron Resonance Plasmas" Applied Physics Letters. 71・15. 2100-2102 (1997)

Y.Ueda：“均匀电子回旋共振等离子体中的异常波的作用”应用物理快报 71・15 2100-2102（1997）。

Y.Ueda: "Effect of upper hybrid waves on uniform electron cyclotron resonance plasmas" Journal of Vacuum Science & Technology A. 16・3. 1454-1458 (1998)

Y.Ueda：“上部混合波对均匀电子回旋共振等离子体的影响”《真空科学与技术杂志》A.16・3（1998）。

Y.Kawai: "Production of Large Diameter ECR Plasma" Journal de Physique IV. C-4. 235-246 (1997)

Y.Kawai：“大直径 ECR 等离子体的生产”Journal de Physique IV。