授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN) | | プラズマ（電離気体）は、工業分野において幅広く応用されており、その高度な制御と応用のためには、プラズマの物理的特性に関する深い理解が不可欠である。本講義では、プラズマの基礎的性質を、電磁流体力学的および運動論的視点から体系的に学び、粒子的、集団的、統計力学的観点からプラズマ物性の基礎知識を習得することを目的とする。さらに、プラズマの性質理解に不可欠である原子分子過程や、プラズマと壁との相互作用についての基礎知識も修得し、プラズマ物理の全体像を総合的に把握することを目指す。
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授業の目的 【英語】
Goals of the Course | | | Plasma (ionized gas) has a wide range of industrial applications, and its advanced control and utilization require a profound understanding of its physical properties. This course aims to systematically study the fundamental properties of plasma from both magnetohydrodynamic and kinetic perspectives, acquiring essential knowledge of plasma behavior from particle, collective, and statistical mechanics viewpoints. Additionally, the course will cover fundamental concepts related to atomic and molecular processes and plasma-wall interactions, which are crucial for understanding plasma behavior, with the goal of providing a comprehensive understanding of plasma physics. |
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到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN)) | | 本講義の終了時には、以下の知識と技能を習得することを目標とする。
＃荷電粒子の速度分布関数の理解と応用
荷電粒子の速度分布関数を取り扱い、粒子の運動や衝突過程を理論的に理解し、これらの現象を説明できる。
＃磁場中のプラズマの振る舞いの理解と計算
磁場中でのプラズマの基礎的な振る舞い（ドリフト運動など）を理解し、具体的な計算ができる。
＃流体的プラズマ記述の理解と応用
プラズマの流体的記述を理解し、反磁性ドリフトなどのプラズマ特有の流体的挙動を説明し、計算できる。
＃プラズマ中の素過程の理解
プラズマ中で起こる電離、励起、再結合、荷電交換などの素過程を理解し、各過程の物理的意味を説明できる。
＃プラズマ生成過程の理解
直流放電、高周波放電などのプラズマ生成過程の物理機構を理解し、各種生成手法の特徴を説明できる。
＃核融合プラズマの基礎的理解
プラズマを用いた核融合の基本概念と原理を理解し、核融合プラズマの基礎的な性質や制御方法について説明できる。
これらを通じて、プラズマ物理の基礎から応用までの包括的な理解を深めることを目指す。 |
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到達目標 【英語】
Objectives of the Course | | By the end of this course, students are expected to acquire the following knowledge and skills:
# Understanding and Application of the Velocity Distribution Function of Charged Particles
Handle the velocity distribution function of charged particles, theoretically understand particle motion and collision processes, and explain these phenomena.
# Understanding and Calculation of Plasma Behavior in a Magnetic Field
Understand the fundamental behavior of plasma in a magnetic field, such as drift motion, and perform related calculations.
# Understanding and Application of Fluid Plasma Descriptions
Understand the fluid description of plasma and explain as well as calculate plasma-specific fluid behaviors, including diamagnetic drift.
# Understanding of Elementary Processes in Plasma
Understand elementary processes occurring in plasma, such as ionization, excitation, recombination, and charge exchange, and explain the physical significance of each process.
# Understanding of Plasma Generation Processes
Understand the physical mechanisms of plasma generation processes, including direct current discharge and radio-frequency discharge, and explain the characteristics of various generation methods.
# Basic Understanding of Fusion Plasma
Understand the fundamental concepts and principles of fusion using plasma and explain the basic properties and control methods of fusion plasma.
Through these objectives, the course aims to foster a comprehensive understanding of plasma physics from fundamental principles to practical applications |
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バックグラウンドとなる科目【日本語】
Prerequisite Subjects | | |
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バックグラウンドとなる科目【英語】
Prerequisite Subjects | | | Electromagnetics, Mechanics, Statistical Mechanics |
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授業の内容【日本語】
Course Content | | 本授業の主な内容は以下で構成されています。
１．プラズマの定義と多様なプラズマ
２．運動論的なプラズマの記述と取り扱い
３．プラズマ中の衝突過程
４．プラズマ中の原子･分子の反応過程
５．拡散による輸送過程
６．流体としてのプラズマの記述
７．プラズマの基礎量
８. プラズマと壁との相互作用（シースについて）
９．直流放電の物理
10. 高周波放電の物理
11. プラズマを用いた核融合発電について
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授業の内容【英語】
Course Content | | 1. Definition of Plasma and Various Types of Plasma
2. Kinetic Description and Treatment of Plasma
3. Collision Processes in Plasma
4. Atomic and Molecular Reaction Processes in Plasma
5. Transport Processes Due to Diffusion
6. Fluid Description of Plasma
7. Fundamental Plasma Parameters
8. Plasma-Wall Interactions (Including Sheath Formation)
9. Physics of Direct Current Discharges
10. Physics of Radio-Frequency Discharges
11. Fusion Power Generation Using Plasma |
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成績評価の方法と基準【日本語】
Course Evaluation Method and Criteria | | | 毎回の授業のレポートと小テストで評価する。プラズマの基礎を正しく理解し論じていることを最低限の合格基準とし，総点60点以上を合格とする。 |
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成績評価の方法と基準【英語】
Course Evaluation Method and Criteria | | | Evaluation will be based on reports and quizzes in each class. The minimum passing criterion is a correct understanding and discussion of the fundamentals of plasma, and a total score of 60 points or higher is required to pass the class. |
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履修条件・注意事項【日本語】
Course Prerequisites / Notes | | |
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履修条件・注意事項【英語】
Course Prerequisites / Notes | | | There are no special requirements for taking this course. |
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教科書【日本語】
Textbook | | プラズマ理工学入門（高村秀一著、森北出版）
プラズマ物理入門（Ｆ．Ｆ．チェン 著 内田 岱二郎 訳、丸善） |
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教科書【英語】
Textbook | | | Basic Plasma Physics(V.E.Golant,Gendai KogakuSha Inc) Introduction to Plasma Physics (F. F. Chen, Springer Inc) |
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参考書【日本語】
Reference Book | | | プラズマ物理学の基礎（V.E.ゴラント著、現代工学社) |
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参考書【英語】
Reference Book | | | Basic Principle of Plasma Physics(S. Ichimaru,W.A.Benjamin.Inc), Physical Kinetics(E.M.Landau,Pergamon Press) |
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授業時間外学習の指示【日本語】
Self-directed Learning Outside Course Hours | | | 講義後に課題レポートと小テストを課すので，提出すること。 |
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授業時間外学習の指示【英語】
Self-directed Learning Outside Course Hours | | | Students are required to submit a report and a quiz after the lecture. |
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使用言語【英語】
Language used | | |
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使用言語【日本語】
Language used | | |
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授業開講形態等【日本語】
Lecture format, etc. | | | 本講義は対面で実施する（一部，オンデマンドを併用する）。 |
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授業開講形態等【英語】
Lecture format, etc. | | | This lecture will be given in person (in part on demand). |
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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) | | |
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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) | | |
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