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内容紹介
第一人者が基礎理論から核融合に関わる最近の話題までを総合的に解説する待望の基本書。プラズマのおおよその概念をつかむところから始め,電磁流体と見なす場合,電磁波動の伝播媒質と見なす場合,それぞれの性質を丁寧に解説する。
編集部から
目次
1.プラズマとは
1.1プラズマの定義
1.2デバイ遮蔽
1.3核融合炉心プラズマ
2.プラズマの諸量
2.1速度分布関数,電子温度,イオン温度
2.2プラズマ振動数,デバイ長
2.3サイクロトロン周波数,ラーマー半径
2.4案内中心のドリフト速度
2.5磁気モーメント,ミラー磁場による閉じ込め,縦の断熱不変量
2.5.1ミラーの閉じ込め時間
2.5.2磁気モーメント
2.6クーロン衝突時間,高速中性粒子入射加熱
2.7遁走電子,ドライサー電場,電気抵抗
2.8プラズマの時間および空間スケールの多様性
3.磁場配位と荷電粒子の軌道
3.1マックスウェルの電磁方程式
3.2磁束面
3.3荷電粒子の運動方程式
3.4回転対称系における軌道面
3.5トーラス磁場における案内中心のドリフト
3.5.1トーラスを周回する非捕捉荷電粒子の案内中心
3.5.2トーラスの外側に捕捉されるバナナ粒子の案内中心
3.6案内中心のドリフト
3.7捕捉粒子(バナナ)の歳差運動
3.8バナナ粒子の軌道に対する縦電場の影響
3.9分極ドリフト
3.10電磁波の電子に働くポンデラモーティブ力
4.分布関数とプラズマの基礎方程式
4.1位相空間と分布関数
4.2ボルツマン方程式,ブラゾフ方程式
5.電磁流体としてのプラズマ
5.1電磁2流体プラズマの運動方程式
5.2電磁1流体運動方程式
5.3簡単化された電磁流体運動方程式
5.4磁気音波
6.平衡
6.1圧力平衡
6.2軸対称系および移動対称系における平衡の式
6.4トカマクの平衡
6.5ベータ比の上限
7.プラズマの閉じ込め(理想的な場合)
7.1衝突頻度が大きい場合の拡散(古典拡散)
7.1.1電磁流体力学的取り扱い
7.1.2粒子の取り扱い
7.2トカマクにおける衝突頻度が小さい場合の電子の新古典拡散
7.3ブートストラップ電流
8.電磁流体力学的不安定性
8.1交換不安定性およびソーセージ不安定性,キンク不安定性
8.1.1交換不安定性
8.1.2交換不安定性の安定条件,磁気井戸
8.2電磁流体力学的不安定性の公式化
8.2.1電磁流体力学方程式の線形化
8.2.2エネルギー原理
8.3円柱プラズマの不安定性
8.3.2分布電流構成における不安定性
8.3.3Suydam条件
8.5バルーニング不安定性
9.抵抗不安定性
9.1ティアリング不安定性
9.2抵抗性ドリフト不安定性
10.電磁波伝播媒質としてのプラズマ
10.1冷たい無衝突プラズマの分散式
10.2波の偏光性,カット・オフ,共鳴
10.2.1波の偏光性と粒子の運動
10.2.2カット・オフと共鳴
10.3 2成分プラズマの波
10.4いろいろな波
10.4.1アルフベン波
10.4.2イオン・サイクロトロン波
10.4.3低域混成共鳴
10.4.4高域混成共鳴
10.4.5電子サイクロトロン波など
10.5静電波の条件
11.ランダウ減衰,サイクロトロン減衰
11.1ランダウ減衰(増幅)
11.2トランジット・タイム減衰
11.3サイクロトロン減衰
11.4準線形理論による分布関数の変化
12.波の伝播,波動加熱
12.1エネルギーの流れ
12.2光線追跡
12.3熱いプラズマの分散式,波の吸収,プラズマ加熱
12.4イオン・サイクロトロン周波数領域の波動加熱(ICRF)
12.5低域混成波加熱(LHH)
12.6電子サイクロトロン加熱(ECH)
12.7低域混成電流駆動(LHCD)
12.8電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)
12.9中性粒子ビーム電流駆動(NBCD)
13.乱流によるプラズマ輸送
13.1揺動損失,ボーム,ジャイロ・ボーム拡散,対流損失
13.2磁気揺動による損失
13.3閉じ込め時間の次元解析
13.3.1Kadomtsevの無次元制約
13.3.2エネルギー閉じ込め時間比例則についての制約
13.4帯状流
13.4.2帯状流の生成
14.核融合研究の発展
14.1極秘研究から国際的協力研究へ
14.2Artsimovichの時代
14.3大型トカマクへの道のり(石油ショックのころから)
14.4代替方式
15.トカマク
15.1トカマク装置
15.2平衡プラズマ位置の安定性
15.2.1縦長断面プラズマ・ベータ上限
15.2.2垂直方向の移動に対する抵抗性シェルの効果
15.3MHD安定性および密度上限
15.4縦長断面プラズマのMHD安定なベータ上限
15.5不純物制御,スクレイプ・オフ層,ダイバーター
15.6Lモードの閉じ込め比例則
15.7Hモードおよび閉じ込め改善モード
15.8定常運転
15.8.1非誘導電流駆動およびブートストラップ電流
15.8.2新古典ティアリング・モード
15.8.3抵抗性壁モード
15.8.4ELM
15.8.5ディスラプションの制御
15.8.6高エネルギー粒子による不安定性
15.9国際トカマク実験炉(ITER)のパラメーター
15.10先進的トカマクへの試み
16.逆転磁場ピンチ(RFP)
16.1RFP配位
16.2テイラーの緩和理論
16.3MHD緩和過程
16.4RFPの閉じ込め
16.4.1パルス的平行電流駆動(PPCD)
16.4.2振動場による電流駆動
17.慣性閉じ込め
17.1ペレット利得
17.2爆縮
17.3電磁流体力学的不安定性
17.4高速点火
A.熱いプラズマの誘電率の導入
A.1熱いプラズマの分散式の公式化
A.2線形化ブラゾフ方程式の解
A.3熱いプラズマの誘電率テンサー
A.4マックスウェル分布の場合の誘電率テンサー
A.5プラズマ分散関数
A.6静電波の分散式
A.7不均一プラズマにおける静電波の分散関係
A.8速度空間不安定性
A.8.1ドリフト不安定性(無衝突)
A.8.2イオン温度勾配不安定性(ITG)
A.8.3種々の速度空間不安定性
B.物理定数,プラズマ・パラメーター,数学公式
索引
























