磁力線平行・垂直プラズマフロー速度シアの重畳制御
プラズマフロー速度シアとは，プラズマの流れ（フロー）の速度の勾配（シア）のことを言う．宇宙空間プラズマや核融合プラズマ中では，このフロー速度シアによりプラズマ中の様々な波動が発生，もしくは抑制され，不安定性の問題と強く関係している．しかし，これらのプラズマ中では「磁力線に平行なプラズマフロー」の速度シアと「磁力線に垂直なプラズマフロー」の速度シアが混在しているため，これらの重畳（重ね合わせ）効果を検証する必要がある．そこで本研究室では，磁力線平行方向・垂直方向プラズマフロー速度シアをそれぞれ独立に生成・制御することによって，低周波不安定性の励起機構を体系的に解明することを目的として研究を進めている．現在は，磁力線平行方向プラズマフロー速度シアによって励起するドリフト波と呼ばれる不安定性に関して，この波動に垂直シアを重畳したときの効果について研究を進めている．
次に，実験について簡単に説明する．本研究は，電極におけるアルカリ金属の接触電離によってイオンを生成し，熱電子放出によって電子を生成する特殊なプラズマ（Qマシンプラズマ）を用いて実験を行っている（図１）．電子源，イオン源ともに三分割されたタングステン電極を用いており，各電極にそれぞれ電位を加えることによって磁力線平行方向・垂直方向プラズマフロー速度シアを独立に生成・制御できるように設計している．図３に平行シアによって励起する波動に垂直シアを重畳したときの振幅強度を示す．
図１：実験装置概略図．
図２：各領域のプラズマ電位分布． 図３：シアによる揺動強度の変化．
林 賢一郎