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研究内容

C. 核融合および宇宙プラズマの電磁流体(MHD)現象の理論・数値シミュレーション

Theory and numerical simulations for MHD phenomena in fusion and space plasmas

無衝突磁気リコネクションにおける散逸領域
 磁気圏や太陽などの無衝突プラズマにおいて大規模エネルギー解放を起こす無衝突磁気リコネクションが、アルフェン速度程度に速く起こる原因はリコネクション点近傍においてホール電流が流れるイオン散逸領域の出現である。(ここでイオン散逸領域は磁場が電子に凍結しイオンに凍結しない領域を示す。)この領域の広さがイオンスキン長であるかラーマー半径であるかが、長年議論されてきた。我々は、大規模開放系粒子シミュレーションを行い、ラーマー半径が小さくない領域においてもジャイロ粘性相殺が起こり、イオン散逸領域の広さがラーマー半径で規定されることを示した。左図は磁力線(中央で磁気リコネクションが生じている)、右図は面に垂直方向の電流密度分(磁気リコネクションが起こる場所で電流分布は非常に大きくなる)を表す。また、電子散逸領域においても同様の機構があることを明らかにした。


磁気島

 トーラス型磁場閉じ込め中で磁気島が現れた場合、コアプラズマの高圧力化(達成できるベータ値)が制限される。 この磁気島の飽和およびプラズマ中で回転する機構を理解する。特に、乱流の磁気島への影響に着目して研究を進めている。


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