ECWプラズマにおけるX線発生機構とカオス過程

ECW等离子体中X射线产生机制及混沌过程

基本信息

批准号：
04680015
负责人：
田中雅慶
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 General Scientific Research (C)
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04680015/
关键词：
カオス電子サイクロトロン波プラズマ捕捉電子

项目摘要

プラズマ中の波動・粒子から成る系のカオス現象は保存系カオスとしい特徴づけられ,プラズマ加熱基礎論や宇宙における高エネルギー粒子の発生等に関連した重要な研究テーマである。我々は,プラズマ中の電子サイクロトロン波(ECW)を用いることによって,単一波動と電子から成る最も自由度の低い系の実現を目指した。これは従来の研究が,波動の吸収率の低さに寄因して,複雑な多モード系となっていた点を改良するためである。実験はECWを効率良く励起するため,円偏波したマイクロ波を用いた。これにより,低圧力・低密度で行なわれる実験領域においても,波は十分早く減衰し対向壁による多重反射の影響を無視できる系を実現した。通常のカオスが固有振動系に周期外力(キック)を加えた場合に発生する事を考慮すると,我々の系においては不均磁場によってバウンス運動する電子がECWと周期的に相互作用(キック)する事でカオス的な加速が発生すると考えられる。その事を直接的に示すために,ミラー磁場の一方を連続的に変化できるように装置を改良し,捕捉電子の量を連続的に制御する実験を行なった。この実験で,捕捉電子が存在しない場合はX線発生(KeV領域の電子の発生)が起らない事,ミラー比を増加させていくとともに連続的にX線放出が起ることを確認した。さらに,X線発生と閾値,高エネルギー電子の径方向分布なども測定し,X線発生と捕捉電子の関連を明らかにした。以上の事実に基づいて、我々の系における高エネルギー電子の発生は,不均一磁場によって捕捉電子がバウンス運動を行うために周期的なキックを受けて速度空間をカオス的に拡散していくためであると結論できる。結果は1992年春及び秋の物理学会,1992年プラズマ物理国際会議(オーストリア)にて発表を行なった。

由血浆中的波和颗粒组成的混乱现象被描述为保留的混乱，是与血浆加热基本理论的发生以及宇宙中高能颗粒的产生有关的重要研究主题。我们的目的是通过在等离子体中使用电子回旋器波（ECW）来实现由单波和电子组成的最灵活的系统。这是为了改善传统研究是由于波的吸收率低而是复杂的多模型系统。该实验使用了用稻波波浪的微波炉有效激发ECW。结果，即使在低压和低密度进行的实验区域中，波浪也被完全减弱，并且由于相反的壁而产生的多种反射的影响。考虑到正常的混乱是在我们的系统中添加了周期性的外力（踢）时，通过不均匀的磁场相互作用（踢）向ECW弹跳（踢）。发生混乱的加速度。为了直接表明这一点，进行了一个实验，其中改进了设备，以便可以连续更改镜像磁场，并连续控制捕获的电子的量。在该实验中，可以证实，如果不存在捕获的电子，则不会产生X射线（KEV区域中电子的出现），从而增加了镜比和连续的X射线释放。此外，还测量了X射线产生和阈值，高能电子直径方向分布等，以阐明X射线产生和捕获的电子之间的关系。基于上述事实，我们系统中高能电子的发生是通过不均匀的磁场接收到弹跳练习中的混乱中的速度空间。结果在1992年春季的春季和秋季物理社会（1992年的血浆物理会议（奥地利））上呈现。