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最終更新日:2022年4月21日

境界領域プラズマ理工学

境界領域プラズマ理工学 Edge plasma science and technology
核融合エネルギーの実用化に向けて,1億度の高温プラズマを核融合炉内で制御する必要があるが,その際に高温プラズマと炉壁の間の境界プラズマの制御と,プラズマ-材料相互作用の理解は重要な課題となっている。本講義では,境界領域プラズマに関わる現象を理解するために,プラズマの基礎,境界プラズマにおける原子分子過程(電離,励起,再結合等),ダイバータ,プラズマ材料との相互作用に関しての詳述し,議論することを目的とする。プラズマ材料相互作用においては,特にシースに関しての基礎,粒子との相互作用,スパッタリングやアーキング現象などを取り上げる。また,境界プラズマや材料のキャラクタリゼーションのための各種計測法を紹介する。

In order to realize nuclear fusion, it is necessary to control high-temperature plasmas of 100 million degrees Celsius in a fusion reactor. Controlling edge plasmas between the high-temperature plasma and the reactor wall and understanding the plasma-material interaction are important issues for the realization. In this lecture, I will show in detail the fundamentals of plasma, atomic and molecular processes (ionization, excitation, recombination, etc.) in edge plasmas, divertor, and plasma-material interaction in order to understand the phenomena related to the edge plasmas. Plasma-material interactions will be covered, especially the basics of sheath, particle interactions, sputtering, and arcing phenomena. Measurement methods for characterization of boundary plasmas and materials will also be introduced.
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時間割/共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
47110-49
GFS-AE6H06L1
境界領域プラズマ理工学
梶田 信
A1 A2
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教室
講義使用言語
日本語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
開講所属
新領域創成科学研究科
授業計画
〇プラズマの基礎 ・プラズマの基礎量 ・原子分子過程(励起,電離,再結合等),コロナモデル,衝突輻射モデル 〇プラズマ材料相互作用の基礎 ・シース,シースを介しての熱・粒子輸送,スパッタリング,リサイクリング,中性粒子照射損傷,ヘリウム照射効果,水素吸蔵 〇境界領域プラズマでの諸現象 ・非接触プラズマ,熱パルス応答,共堆積,単極アーク 〇計測法 ・境界プラズマ計測(静電プローブ(シングル,ダブル,トリプル),マッハプローブ,分光法,トムソン散乱) ・材料のキャラクタリゼーション(電子顕微鏡,結晶方位解析,昇温脱離ガス分析法等)
授業の方法
講義による
成績評価方法
授業の出席及びレポートによる
教科書
特になし
参考書
高村秀一「境界領域プラズマ理工学の基礎」(森北出版株式会社)
履修上の注意
プラズマ,核融合に関する予備知識は特に要求しない。