授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN) | | この授業では、熱核融合炉心や天体のプラズマの振る舞いを記述する電磁流体力学(MHD)と、核融合炉周辺プラズマや電離圏、実験室の低温プラズマを記述する二流体方程式を学ぶ。
この授業では、受講者が授業終了後に以下の知識・能力を身につけていることを目標とする。
電磁流体力学(MHD)をもとに、背景磁場が存在するときのプラズマのMHD的平衡特性や安定特性を理解し、説明できる。
二流体方程式をもとに、開放端磁場におけるプラズマの振る舞いを理解し、説明できる。 |
|
|
授業の目的 【英語】
Goals of the Course | | | Understanding the characteristics of the magneto hydrodynamic equilibrium and the stability of the magnetized plasmas based on Magneto Hydrodynamics (MHD) equations, which is much effective to describe the plasma behavior in the thermo-nuclear fusion reactor and the space. Understanding the characteristics of the plasma in open magnetic field based on the two fluid equations. |
|
|
到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN)) | | この授業では、熱核融合炉心や天体のプラズマの振る舞いを記述する電磁流体力学(MHD)と、核融合炉周辺プラズマや電離圏、実験室の低温プラズマを記述する二流体方程式を学ぶ。
この授業では、受講者が授業終了後に以下の知識・能力を身につけていることを目標とする。
電磁流体力学(MHD)をもとに、背景磁場が存在するときのプラズマのMHD的平衡特性や安定特性を理解し、説明できる。
二流体方程式をもとに、開放端磁場におけるプラズマの振る舞いを理解し、説明できる。 |
|
|
到達目標 【英語】
Objectives of the Course | | | Understanding the characteristics of the magneto hydrodynamic equilibrium and the stability of the magnetized plasmas based on Magneto Hydrodynamics (MHD) equations, which is much effective to describe the plasma behavior in the thermo-nuclear fusion reactor and the space. Understanding the characteristics of the plasma in open magnetic field based on the two fluid equations. |
|
|
バックグラウンドとなる科目【日本語】
Prerequisite Subjects | | |
|
バックグラウンドとなる科目【英語】
Prerequisite Subjects | | | Classical Mechanics, Thermodynamics, Statistical mechanics, Electromagnetism |
|
|
授業の内容【日本語】
Course Content | | プラズマを流体として扱うのに必要な基礎知識として、速度分布関数を説明し、その速度分布関数のモーメントが従う式として、流体方程式の導出を講義する。さらに、準中性な荷電粒子群(プラズマ)を記述する方程式群のひとつとして、電磁流体方程式(MHD方程式)を導出し、その方程式が記述できるプラズマの条件について議論する。さらに、MHD方程式に従うプラズマの平衡特性、安定特性が背景磁場の特性によりどのように変わるかについて議論する。また、MHD平衡特性、安定特性を粒子的描像と流体的描像の2面から議論することにより、平衡特性、安定特性が決定されるメカニズムについて直観的な描像を把握する。別の方程式群として、二流体方程式を導出し、MHDとの相違について議論する。静電ポテンシャルを陽に扱うことで、ドリフト波およびシースについて議論する。二流体方程式に基づいて、ダイバータプラズマを記述するモデルを導出し、ダイバータプラズマの磁力線方向分布を把握する。関連する原子分子過程および計測法についても触れる。
講義で配布したプリントをもとに関連する文献を調べて十分復習を行うこと。 |
|
|
授業の内容【英語】
Course Content | | | In this lecture, the equations, that determine the distribution function and its moments, are introduced at the first of all. Next, the (one-fluid) MHD equations are introduced, and the assumptions to derive them are discussed. And the properties of the MHD equilibrium and the instability for the plasmas in the various magnetic configurations are discussed. Finally, the MHD equilibrium and the instability are discussed from aspect of the images as the particles and the fluid. Two-fluid equations are introduced. Starting from explicit representation of the electro static potential, the drift-wave and the sheath are discussed. Based on the two-fluid model, the models describing the divertor plasma are derived, then the spatial distribution of the divertor plasma along the field line is discussed. The atomic processes and the diagnostics relevant to the two-fluid approach are also introduced. |
|
|
成績評価の方法と基準【日本語】
Course Evaluation Method and Criteria | | | 講義の区切りで、レポート課題（4‐5回の予定）を出す。そのレポートを、課題発表後1週間程度で提出してもらう。各々20~25%で目標達成度を評価する。100点満点で60点以上を合格とする。 |
|
|
成績評価の方法と基準【英語】
Course Evaluation Method and Criteria | | |
|
履修条件・注意事項【日本語】
Course Prerequisites / Notes | | |
|
履修条件・注意事項【英語】
Course Prerequisites / Notes | | |
|
教科書【日本語】
Textbook | | | 教科書は特に指定しない。講義では、プリントを配布し、それに沿って講義を進める。 |
|
|
教科書【英語】
Textbook | | | Not specified. Supplementary notes will be distributed during lecture. |
|
|
参考書【日本語】
Reference Book | | | Jeffrey P. Freidberg "Ideal MHD" Cambridge University Press (2014)宮本健郎「プラズマ物理・核融合」東京大学出版会 (2004) R.J. Goldston and P.H. Rutherford "Introduction to Plasma Physics" IoP Publishing (1995) Peter C. Stangeby "The Plasma Boundary of Magnetic Fusion Devices" IoP Publishing (2000) |
|
|
参考書【英語】
Reference Book | | | Jeffrey P. Freidberg "Ideal MHD" Cambridge University Press (2014)Kenro Miyamoto "Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion (Springer Series on Atomic, Optical, and Plasma Physics)" Springer (2013) R.J. Goldston and P.H. Rutherford "Introduction to Plasma Physics" IoP Publishing (1995) Peter C. Stangeby "The Plasma Boundary of Magnetic Fusion Devices" IoP Publishing (2000) |
|
|
授業時間外学習の指示【日本語】
Self-directed Learning Outside Course Hours | | |
|
授業時間外学習の指示【英語】
Self-directed Learning Outside Course Hours | | |
|
使用言語【英語】
Language used | | |
|
使用言語【日本語】
Language used | | |
|
授業開講形態等【日本語】
Lecture format, etc. | | |
|
授業開講形態等【英語】
Lecture format, etc. | | |
|
遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置【日本語】
Additional measures for remote class (on-demand class) | | |
|
遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置【英語】
Additional measures for remote class (on-demand class) | | |
|