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。

使用电子回旋器波加热等离子体加热的问题是，电子回旋体波不能比切割密度传播高密度区域。因此，使用具有螺旋波面的螺旋波表面已经建立了高级理论，该理论表明，高密度区域可以比传统的切割密度更多地传播。在冷和均匀的磁化等离子体中，在具有螺旋波的电子回旋体波的传播理论中，除了复合图标近似外，该问题还执行了波数矢量的近似值。对相位规范的接近性和可宣传距离受到限制。今年，我们正在建立更高阶的理论，该理论已消除了这些限制。通过在化合物 - 位置相关函数格式的空间变化空间中描述宽敞的波矢量，就无法揭示更精确的传播属性。下一步是分析或数字求解此方程。结果，很明显，在基于平面波的常规理论中考虑的O-模态和X模型在具有螺旋波表面的电子回旋体波中被更改。特别是，可以传播高密度区域的漩涡ec波的存在变得越来越清晰。由于有一个轻快的传输系统可以执行实验验证，因此我们在理论模拟和实验上进行了进行。将来，将从有关空间分化的大概相等波分析中阐明涡流EC波的传播特性。

项目成果

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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