研究組織:エネルギー機能変換研究部門

複合系プラズマ研究分野

エネルギー機能変換研究部門 複合系プラズマ研究分野
准教授:門 信一郎 助教:山本 聡
プラズマは粒子性と波動性の二面性を持つ複雑系で、その物理機構の解明と応用を研究しています。

プラズマの本性を光で探る

准教授:門信一郎プラズマ診断(計測にもとづく物理研究)を主軸とした研究教育をおこなっています。プラズマが発する光は密度、温度、イオン種、ゆらぎ、など多くの情報を有しており、プラズマの時間・空間的な振る舞いを調べるのに有効です。敵(プラズマ)を知り、己(計測法、データ解析手法)を知ることで、誰も見たことのないプラズマの本性を攻め取ることができると信じています。
 気体からプラズマに変化する電離過程、プラズマから気体に戻る再結合過程においては、特に発光が盛んです。前者はプラズマへの粒子供給に重要な役割を果たし、後者は壁際でプラズマを消失させる「壁にやさしい核融合」実現の要となります。

水素の赤は有名なバルマーα線

核融合ダイバータプラズマ模擬装置MAP-II(東京大学と連携)の分光万華鏡デモ写真。液晶フィルタを利用して輝線スペクトル波長毎の撮像から、プラズマの温度や密度の2次元像を得る「スペクトラカメラ」を開発。

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揺動抑制による磁場閉じ込めプラズマの高性能化

助教:山本聡
エネルギー問題ならびに地球温暖化問題を解決する有効手段として、核融合発電の実現が挙げられます。私はその核融合発電実現に向けた高温プラズマの磁場閉じ込めに関して、ヘリカル型プラズマ実験装置ヘリオトロンJや大型計算機を用いて実験・数値解析により研究を進めており、特にその高温プラズマ中に現れる種々の揺れ(揺動)を抑制することでプラズマの高性能化を図ることを研究目標としています。また、これら揺動の中にはプラズマの二面性である粒子と波動が共鳴的相互作用を起こす物理的に興味深い現象に起因したものもあり、それらの物理現象の解明を目指した研究も進めています。

粒子と波動の共鳴的相互作用プラズマ中の電磁流体

波である捻れアルヴェン波が同速度の高速イオンとの共鳴的相互作用により励起された実験結果。この揺動による高速イオン損失が将来の核融合炉で問題視されている。

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