2024/10/22 更新

写真a

カワチ ユウイチ
河内 裕一
KAWACHI Yuichi
所属
大学院工学研究科 総合エネルギー工学専攻 核融合工学 助教
大学院担当
大学院工学研究科
学部担当
工学部 エネルギー理工学科
職名
助教

研究キーワード 4

  1. 核融合プラズマ

  2. プラズマ科学

  3. プラズマ応用

  4. プラズマ乱流

研究分野 3

  1. エネルギー / 核融合学

  2. エネルギー / プラズマ科学

  3. エネルギー / プラズマ応用科学

現在の研究課題とSDGs 2

  1. 磁化プラズマにおける乱流制御に関する研究

  2. 核融合プラズマにおける位相空間ダイナミクスに関する研究

経歴 5

  1. 名古屋大学   大学院工学研究科 総合エネルギー工学専攻   助教

    2024年4月 - 現在

  2. 核融合科学研究所   位相空間乱流ユニット   研究戦略会議メンバー

    2024年4月 - 現在

  3. 京都工芸繊維大学   電気電子工学系   助教

    2023年4月 - 2024年3月

  4. 核融合科学研究所   高温プラズマ研究系   特任助教

    2022年4月 - 2023年3月

  5. 日本学術振興会 特別研究員 (DC2)

    2020年4月 - 2022年3月

学歴 1

  1. 九州大学   総合理工学府   先端エネルギー理工学専攻

    2019年4月 - 2022年3月

所属学協会 2

  1. 日本物理学会

    2018年1月 - 現在

  2. プラズマ・核融合学会

    2017年10月 - 現在

委員歴 1

  1. プラズマ・核融合学会 編集委員会  

    2024年6月 - 2026年7月   

受賞 4

  1. 第2回身近な研究DXコンテスト

    2023年  

    河内裕一, 岡田敏和, 大磯幸也

  2. 九州大学先端エネルギー理工学専攻 最優秀専攻賞

    2019年3月  

  3. 核融合学会九州・沖縄・山口支部第22回講演奨励賞

    2019年3月  

  4. 九州大学総合理工学府長賞

    2019年3月  

 

論文 28

  1. Mass dependency of high-wavenumber turbulence in a linear partially magnetized plasma

    Yuichi Kawachi, Makoto Sasaki, Takashi Nishizawa, Yusuke Kosuga, Kenichiro Terasaka, Shigeru Inagaki, Takuma Yamada, Naohiro Kasuya, Chanho Moon, Yoshihiko Nagashima, Akihide Fujisawa

    Physics of Plasmas     2024年4月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/5.0187997

  2. Estimation of 2D profile dynamics of electrostatic potential fluctuations using multi-scale deep learning

    Yuki Jajima, Makoto Sasaki, Ryohtaroh T Ishikawa, Motoki Nakata, Tatsuya Kobayashi, Yuichi Kawachi, Hiroyuki Arakawa

    Plasma Physics and Controlled Fusion     2023年12月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1088/1361-6587/acff7f

  3. Estimation of plasma parameter profiles and their derivatives from linear observations by using Gaussian processes

    Takashi Nishizawa, S Tokuda, Tatsuya Kobayashi, K Tanaka, H Funaba, I Yamada, Yuki Takemura, T Tokuzawa, R Yasuhara, H Uehara, Katsumi Ida, H Takahashi, Yuichi Kawachi, Shigeru Inagaki, KADO Shinichiro, Makoto Sasaki, A Fujisawa

    Plasma Physics and Controlled Fusion     2023年12月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    <jats:title>Abstract</jats:title>
    <jats:p>Gaussian process regression (GPR) has been utilized to provide fast and robust estimates of plasma parameter profiles and their derivatives. We present an alternative GPR technique that performs profile regression analyses based on arbitrary linear observations. This method takes into account finite spatial resolution of diagnostics by introducing a sensitivity matrix. In addition, the profiles of interest and their derivatives can be estimated in the form of a multivariate normal distribution even when only integrated quantities are observable. We show that this GPR provides meaningful measurements of the electron density profile and its derivative in a toroidal plasma by utilizing only ten line-integrated data points given that the locations of magnetic flux surfaces are known.</jats:p>

    DOI: 10.1088/1361-6587/ad074a

  4. Fast-sampling fast-ion D-alpha measurement using multi-anode photomultiplier tube in large helical device

    Y. Kawachi, K. Ogawa, M. Osakabe, Y. Kawamoto, M. Isobe, K. Ida

    Review of Scientific Instruments     2023年10月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/5.0159175

  5. Transition between continuous and discrete spectra of high-wavenumber turbulence in neutral gas pressure scan experiments on a linear magnetized plasma

    Yuichi Kawachi, Makoto Sasaki, Takashi Nishizawa, Yusuke Kosuga, Kenichiro Terasaka, Shigeru Inagaki, Takuma Yamada, Naohiro Kasuya, Chanho Moon, Yoshihiko Nagashima, Akihide Fujisawa

    Plasma Physics and Controlled Fusion   65 巻 ( 11 ) 頁: 115001 - 115001   2023年9月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IOP Publishing  

    Abstract

    Spectral transition between continuous and discrete spectra has been observed in high-wavenumber turbulence excitation experiments. The transition appeared in neutral gas scanning, which shows that continuous spectra dominate at low gas pressures and discrete spectra dominate at high gas pressures. Both spectra have well smaller spatial scale than the ion effective Larmor radius. The discrete spectra have 6–11 peaks and maximum peak values at 4th or 5th peak. Correlation length analysis reveals that the continuous component is turbulent and the discrete component is coherent. The bicoherence analysis shows that the turbulent spectra have finite nonlinear coupling, whereas the discrete spectra have no corresponding coupling.

    DOI: 10.1088/1361-6587/acfbf7

    その他リンク: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6587/acfbf7/pdf

  6. Nonlinear simulation of resistive drift waves in cylindrical magnetized plasmas in the presence of symmetry breaking particle source

    M. Sasaki, N. Kasuya, Y. Kawachi, T. Kobayashi, T. Nishizawa, H. Arakawa, T. Yamada, A. Fujisawa

    Physics of Plasmas   30 巻 ( 8 )   2023年8月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AIP Publishing  

    Nonlinear fluid simulation of drift wave turbulence in the presence of symmetry breaking particle source is performed for the cylindrical magnetized plasmas. It is demonstrated that the symmetry breaking of the system directly affects the selection rule of structure formations, the streamers disappear, and the zonal flows are enhanced in the case with the symmetry breaking. The symmetry breaking is introduced in the flux-driven simulation by inducing the particle source whose amplitude depends on the azimuthal angle. The symmetry breaking mode is driven stationarily, and the nonlinear process of the drift waves is significantly modified. By scanning the amplitude of the symmetry breaking source, the structure formation processes are systematically investigated. In addition, the nonlinear forces of the turbulence show the relaxation of the density gradient and the drive of the perpendicular/parallel flows in a two-dimensional manner.

    DOI: 10.1063/5.0150748

  7. A Proposal to Evaluate Electron Temperature and Electron Density Fluctuations Using Dual Wavelength Emission Intensity Tomography in a Linear Plasma

    Yoshihiko Nagashima, Akihide Fujisawa, Kotaro Yamasaki, Shigeru Inagaki, Chanho Moon, Fumiyoshi Kin, Yuichi Kawachi, Hiroyuki Arakawa, Takuma Yamada, Tatsuya Kobayashi, Naohiro Kasuya, Yusuke Kosuga, Makoto Sasaki, Takeshi Ido

    Journal of the Physical Society of Japan   92 巻 ( 3 )   2023年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Physical Society of Japan  

    DOI: 10.7566/jpsj.92.033501

  8. Observation of Quasi-Periodic Two-Dimensional Velocity Fields in Plasma Using Tomographic Laser-Induced Fluorescence Spectroscopy

    Hiroyuki Arakawa, Makoto Sasaki, Shigeru Inagaki, Kenichiro Terasaka, Yuichi Kawachi, Fumiyoshi Kin, Takuma Yamada, Yoshihiko Nagashima, Akihide Fujisawa

    Plasma and Fusion Research   18 巻   2023年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Recently, a new method that applies vector tomography to laser-induced fluorescence has been introduced, enabling the measurement of quasi-periodic two-dimensional velocity field in plasma [H. Arakawa et al., Plasma Fusion Res. 18, 1401032 (2023)]. In this study, we experimentally demonstrated this method in a linear magnetized plasma and presented the initial measurement results. The observed two-dimensional velocity field allowed the evaluation of Reynolds force and its energy transfer.

    DOI: 10.1585/PFR.18.1201086

    Scopus

  9. A fate of nonlinear evolution of drift waves: Excitation of nonlinear breathers

    Y. Kosuga, S. Inagaki, Y. Kawachi

    Physics of Plasmas     2022年12月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/5.0122295

  10. Spatiotemporal dynamics of high-wavenumber turbulence in a basic laboratory plasma

    Yuichi Kawachi, Makoto Sasaki, Yusuke Kosuga, Kenichiro Terasaka, Takashi Nishizawa, Takuma Yamada, Naohiro Kasuya, Chanho Moon, Shigeru Inagaki

    SCIENTIFIC REPORTS   12 巻 ( 1 )   2022年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:NATURE PORTFOLIO  

    High-spatial resolution observation of high-wavenumber broadband turbulence is achieved by controlling the magnetic field to be relatively low and measuring with a azimuthally arranged multi-channel Langmuir array in a basic laboratory plasma. The observed turbulence consists of narrowband low-frequency fluctuations and broadband high-frequency turbulent fluctuations. The low-frequency fluctuations have a frequency of about 0.7 times the ion cyclotron frequency and a spatial scale of 1/10 of the ion inertial scale. In comparison, high-frequency fluctuations have a higher frequency than the ion cyclotron frequency and spatial scales of 1/10-1/40 of the ion inertial scale. Two-dimensional correlation analysis evaluates the spatial and temporal correlation lengths and reveals that the high-wavenumber broadband fluctuations have turbulent characteristics. The measurements give us further understanding of small scale turbulence in space and fusion plasmas.

    DOI: 10.1038/s41598-022-23559-1

    Web of Science

  11. Prediction of Turbulence Temporal Evolution in PANTA by Long-Short Term Memory Network

    Masaomi Aizawacaranza, Makoto Sasaki, Hiroki Minagawa, Yuuki Nakazawa, Yoshitatsu Liu, Yuki Jajima, Yuichi Kawachi, Hiroyuki Arakawa, Kazuyuki Hara

    PLASMA AND FUSION RESEARCH   17 巻   2022年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:JAPAN SOC PLASMA SCIENCE & NUCLEAR FUSION RESEARCH  

    Prediction of time evolution of multi-scale turbulence is performed by using Long-short term memory networks. The time series data is obtained by Langmuir probes in a linear magnetized plasma device, PANTA. The simultaneous prediction of high and low frequency components of turbulence is shown to be possible within several tens percent accuracy. The prediction accuracy depends on the initial network, which can be controlled by reducing the learning rate. (C) 2022 The Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research

    DOI: 10.1585/pfr.17.1201048

    Web of Science

  12. Bayesian inference of ion velocity distribution function from laser-induced fluorescence spectra 査読有り

    S. Tokuda, Y. Kawachi, M. Sasaki, H. Arakawa, K. Yamasaki, K. Terasaka, S. Inagaki

    Scientific Reports   11 巻 ( 1 ) 頁: 20810   2021年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    <title>Abstract</title>The velocity distribution function is a statistical description that connects particle kinetics and macroscopic parameters in many-body systems. Laser-induced fluorescence (LIF) spectroscopy is utilized to measure the local velocity distribution function in spatially inhomogeneous plasmas. However, the analytic form of such a function for the system of interest is not always clear under the intricate factors in non-equilibrium states. Here, we propose a novel approach to select the valid form of the velocity distribution function based on Bayesian statistics. We formulate the Bayesian inference of ion velocity distribution function and apply it to LIF spectra locally observed at several positions in a linear magnetized plasma. We demonstrate evaluating the spatial inhomogeneity by verifying each analytic form of the local velocity distribution function. Our approach is widely applicable to experimentally establish the velocity distribution function in plasmas and fluids, including gases and liquids.

    DOI: 10.1038/s41598-021-00138-4

    その他リンク: https://www.nature.com/articles/s41598-021-00138-4

  13. Dynamic interaction between fluctuations with different origins in a linear magnetized plasma

    Y. Kawachi, S. Inagaki, M. Sasaki, Y. Kosuga, K. Yamasaki, T. Kobayashi, F. Kin, T. Yamada, H. Arakawa, Y. Nagashima, C. Moon, N. Kasuya, A. Fujisawa

    Physics of Plasmas   28 巻 ( 11 ) 頁: 112302 - 112302   2021年11月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:{AIP} Publishing  

    DOI: 10.1063/5.0065887

  14. Interactions of drift wave turbulence with streamer flows in wave-kinetic formalism

    M. Sasaki, H. Arakawa, T. Kobayashi, F. Kin, Y. Kawachi, T. Yamada, K. Itoh

    Physics of Plasmas   28 巻 ( 10 )   2021年10月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Interaction between drift wave turbulence and streamer flow in magnetized plasmas is investigated in the framework of wave-kinetic theory. By performing a wave-kinetic simulation of turbulence coupling with the streamer flow, the role of the phase-space dynamics of turbulence is clarified. Here, the phase-space consists of the real space and wavenumber space. As a consequence of the phase-space dynamics, the turbulence is trapped in the flow and propagates with the streamer. Because of the trapping, the asymmetry of the turbulence intensity with respect to the sign of the flow curvature appears. The trajectories of the turbulence wave-packet, which are the characteristic curves of the wave-kinetic solution, can be categorized by the trapping, passing, and scattering. Therefore, the obtained phase-space structure of the turbulence can be understood by their trajectories. The propagation direction and speed are found to be governed by the turbulence spectrum. The obtained characteristics can be explained by the theoretical analysis.

    DOI: 10.1063/5.0059839

    Scopus

  15. Effects of Electron Temperature Fluctuation on Turbulence Measurement by Langmuir Probe in a Magnetized Helicon Plasma

    Yuichi Kawachi, Shigeru Inagaki, Makoto Sasaki, Yusuke Kosuga, Takuma Yamada, Yoshihiko Nagashima, Chanho Moon, Naohiro Kasuya, Akihide Fujisawa

    PLASMA AND FUSION RESEARCH   16 巻   頁: 1202081 - 1202081   2021年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:JAPAN SOC PLASMA SCIENCE & NUCLEAR FUSION RESEARCH  

    Effects of electron temperature fluctuation on measurement of other fluctuations by using of Langmuir probe is investigated in PANTA plasma with finite temperature gradient, where significant electron temperature fluctuations are observed. The temperature fluctuation and its effects are evaluated from spatiotemporal structures of ion saturation current and floating potential, derived by conditional sampling/averaging technique. It is found that electron density fluctuation is in phase with ion saturation current fluctuation, but plasma potential fluctuation is anti-phase with the floating potential fluctuation. (C) 2021 The Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research

    DOI: 10.1585/pfr.16.1202081

    Web of Science

  16. On the triad transfer analysis of plasma turbulence: symmetrization, coarse graining, and directional representation

    S Maeyama, M Sasaki, K Fujii, T Kobayashi, R O Dendy, Y Kawachi, H Arakawa, S Inagaki

    New Journal of Physics   23 巻 ( 4 ) 頁: 043049 - 043049   2021年4月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:{IOP} Publishing  

    DOI: 10.1088/1367-2630/abeffc

  17. Modal polarization analysis using Fourier-rectangular function transform in a cylindrical plasma 査読有り

    D. Nishimura, A. Fujisawa, Y. Nagashima, C. Moon, K. Yamasaki, T.-K. Kobayashi, S. Inagaki, T. Yamada, Y. Kawachi, N. Kasuya, Y. Kosuga, M. Sasaki

    Journal of Applied Physics   129 巻 ( 9 ) 頁: 093301 - 093301   2021年3月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AIP Publishing  

    DOI: 10.1063/5.0037352

  18. Correlation-estimated conditional average method and its application on solitary oscillation in PANTA 査読有り

    T-K Kobayashi, A Fujisawa, Y Nagashima, C Moon, K Yamasaki, D Nishimura, S Inagaki, T Yamada, N Kasuya, Y Kosuga, M Sasaki, Y Kawachi

    Plasma Physics and Controlled Fusion   63 巻 ( 3 ) 頁: 032001 - 032001   2021年3月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IOP Publishing  

    DOI: 10.1088/1361-6587/abd980

    その他リンク: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6587/abd980/pdf

  19. Evaluation of abrupt energy transfer among turbulent plasma structures using singular value decomposition

    M Sasaki, T Kobayashi, R O Dendy, Y Kawachi, H Arakawa, S Inagaki

    Plasma Physics and Controlled Fusion   63 巻 ( 2 ) 頁: 025004 - 025004   2021年2月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:{IOP} Publishing  

    DOI: 10.1088/1361-6587/abcb46

  20. The first observation of 4D tomography measurement of plasma structures and fluctuations

    Chanho Moon, Kotaro Yamasaki, Yoshihiko Nagashima, Shigeru Inagaki, Takeshi Ido, Takuma Yamada, Naohiro Kasuya, Yusuke Kosuga, Makoto Sasaki, Yuichi Kawachi, Daiki Nishimura, Taiki Kobayashi, Akihide Fujisawa

    SCIENTIFIC REPORTS   11 巻 ( 1 )   2021年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:NATURE RESEARCH  

    A tomography system is installed as one of the diagnostics of new age to examine the three-dimensional characteristics of structure and dynamics including fluctuations of a linear magnetized helicon plasma. The system is composed of three sets of tomography components located at different axial positions. Each tomography component can measure the two-dimensional emission profile over the entire cross-section of plasma at different axial positions in a sufficient temporal scale to detect the fluctuations. The four-dimensional measurement including time and space successfully obtains the following three results that have never been found without three-dimensional measurement: (1) in the production phase, the plasma front propagates from the antenna toward the end plate with an ion acoustic velocity. (2) In the steady state, the plasma emission profile is inhomogeneous, and decreases along the axial direction in the presence of the azimuthal asymmetry. Furthermore, (3) in the steady state, the fluctuations should originate from a particular axial position located downward from the helicon antenna.

    DOI: 10.1038/s41598-021-83191-3

    Web of Science

  21. Comparison between Tomography and Langmuir Probe Data in PANTA

    Yoshihiko Nagashima, Akihide Fujisawa, Kotaro Yamasaki, Shigeru Inagaki, Chanho Moon, Fumiyoshi Kin, Yuichi Kawachi, Hiroyuki Arakawa, Takuma Yamada, Tatsuya Kobayashi, Naohiro Kasuya, Yusuke Kosuga, Makoto Sasaki, Takeshi Ido

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   89 巻 ( 9 )   2020年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:PHYSICAL SOC JAPAN  

    Emission intensity epsilon from plasmas is a complicated function of electron temperature T-e and electron density n(e). To understand the dependence of epsilon on T-e and n(e), an experimental comparison between tomography data (local epsilon of ArII) and Langmuir probe data (T-e and n(e)) in a linear plasma device PANTA is presented in this paper. In the comparison, the local emission intensity is modeled as epsilon(model) alpha T(e)(alpha)n(e)(2), and the model is validated by calculating both cross-correlation function and least squares of residuals between the fluctuations of epsilon and epsilon(model). The comparison reveals that the both methods provide alpha = 2.3-2.7, higher than 2 that of the exponent of n(e). This result confirms that dependence of T-e on epsilon is larger than that of n(e) when T-e is low, as in PANTA.

    DOI: 10.7566/JPSJ.89.093501

    Web of Science

  22. Impact of helium neutral gas puff on plasma turbulence in linear magnetized argon plasmas 査読有り

    T. Kobayashi, F. Kin, Y. Kawachi, M. Sasaki, Y. Kosuga, K. Yamasaki, S. Inagaki

    Physics of Plasmas     2020年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/5.0007899

  23. Observation of spatiotemporal structures of temperature fluctuations by using of a statistical phase detection method in a linear magnetized plasma

    Yuichi Kawachi, Shigeru Inagaki, Fumiyoshi Kin, Kotaro Yamasaki, Yusuke Kosuga, Makoto Sasaki, Yoshihiko Nagashima, Takuma Yamada, Hiroyuki Arakawa, Naohiro Kasuya, Chanho Moon, Kazunobu Hasamada, Akihide Fujisawa

    Plasma Physics and Controlled Fusion   62 巻 ( 5 ) 頁: 055011 - 055011   2020年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:{IOP} Publishing  

    In this paper, we evaluated electron temperature fluctuations by using a conditional sampling and a statistical phase detection method. These methods allow us to reconstruct probe I - V characteristics at each time delay; that is, we can extract electron temperature and ion saturation current fluctuations in high temporal resolution without complex electronic circuits. Our method was applied to two quasi-coherent fluctuations observed in a linear magnetized plasma device, PANTA. We observed spatiotemporal structures of electron temperature and ion saturation current fluctuations. The results revealed the amplitudes and phase relation between electron temperature and density fluctuations.

    DOI: 10.1088/1361-6587/ab8132

    Web of Science

  24. Using dynamical mode decomposition to extract the limit cycle dynamics of modulated turbulence in a plasma simulation 査読有り

    M. Sasaki, Y. Kawachi, R. O. Dendy, H. Arakawa, N. Kasuya, F. Kin, K. Yamasaki, S. Inagaki

    Plasma Physics and Controlled Fusion   61 巻 ( 11 ) 頁: 112001 - 112001   2019年11月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1088/1361-6587/ab471b

  25. Development of a Frequency Comb Sweep Microwave Reflectometer in the Linear Device PANTA

    Boyu Zhang, Shigeru Inagaki, Yuichi Kawachi

    PLASMA AND FUSION RESEARCH   14 巻   頁: 1201131 - 1201131   2019年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:JAPAN SOC PLASMA SCIENCE & NUCLEAR FUSION RESEARCH  

    A frequency comb sweep microwave reflectometer is developed in PANTA to realize multi-point electron density measurements with high temporal resolution. A radial profile of the electron density is successfully reconstructed from simultaneous 17-point measurements with 2-mu s temporal resolution. This result demonstrates the reliability and feasibility of the system for electron density profile diagnostics. (C) 2019 The Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research

    DOI: 10.1585/pfr.14.1201131

    Web of Science

  26. Estimation of Particle Flux Driven by Coherent Mode Using of Statistical Conditional Averaging

    Yuichi Kawachi, Sigeru Inagaki, Kazunobu Hasamada, Kotaro Yamasaki, Fumiyoshi Kin, Yusuke Kosuga, Makoto Sasaki, Yoshihiko Nagashima, Naohiro Kasuya, Takuma Yamada, Boyu Zhang, Akihide Fujisawa

    PLASMA AND FUSION RESEARCH   14 巻   頁: 1402090 - 1402090   2019年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:JAPAN SOC PLASMA SCIENCE & NUCLEAR FUSION RESEARCH  

    We proposed a new method to evaluate particle flux in magnetized turbulent plasma. To extract fundamental fluctuation pattern, we used template method which is a kind of statistical conditional averaging technique. The method allows as not only to extract coherent patterns of density and potential fluctuations but also to evaluate time delay between them. We succeeded to calculate particle flux driven by fluctuation pattern and observed this pattern drives inward particle flux. Result obtained by the method is in good agreement with that obtained by a conventional method. (C) 2019 The Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research

    DOI: 10.1585/pfr.14.1402090

    Web of Science

  27. Observations of radially elongated particle flux induced by streamer in a linear magnetized plasma 査読有り 国際誌

    F. Kin, A. Fujisawa, K. Itoh, Y. Kosuga, M. Sasaki, S. Inagaki, Y. Nagashima, T. Yamada, N. Kasuya, K. Yamasaki, K. Hasamada, B. Y. Zhang, Y. Kawachi, H. Arakawa, T. Kobayashi, S.-I. Itoh

    Physics of Plasmas     2019年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/1.5093218

  28. Determination of Spatiotemporal Structure of Fluctuations by Statistical Averaging Method

    Yuichi Kawachi, Sigeru Inagaki, Kentaro Tomita, Kotaro Yamasaki, Fumiyoshi Kin, Yusuke Kosuga, Makoto Sasaki, Yoshihiko Nagashima, Naohiro Kasuya, Kazunobu Hasamada, Boyu Zhang, Akihide Fujisawa

    PLASMA AND FUSION RESEARCH   13 巻   頁: 3401105 - 3401105   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:JAPAN SOC PLASMA SCIENCE & NUCLEAR FUSION RESEARCH  

    Spatiotemporal structure of fluctuation with 11 kHz excited in a linear magnetized plasma was observed in details by applying pattern recognition method based on statistical averaging. Statistical behaviors of instantaneous period of the fluctuation and the temporal behavior of the radial profile of the fluctuation are clarified. Two-dimensional structure of the fluctuation is reconstructed and distortion of the wave-front of the fluctuation was inferred. (C) 2018 The Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research

    DOI: 10.1585/pfr.13.3401105

    Web of Science

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MISC 22

  1. 複数場特異値分解による動的乱流現象解析

    古田原拓実, 佐々木真, 河内裕一, 麝嶋祐樹, 小林達哉, 山田琢磨, 山田琢磨, 荒川弘之, 藤澤彰英, 藤澤彰英  

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)78 巻 ( 2 )   2023年

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  2. 深層学習を用いた異種乱流混合状態における静電ポテンシャル揺動の空間構造推定

    麝嶋祐樹, 佐々木真, 石川遼太郎, 仲田資季, 仲田資季, 小林達哉, 河内裕一, 荒川弘之  

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)78 巻 ( 2 )   2023年

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  3. 多重場特異値分解によるケルビンヘルムホルツ乱流のリミットサイクル現象解析

    古田原拓実, 佐々木真, 河内裕一, 麝嶋祐樹, 小林達哉, 小林達哉, 小菅佑輔, 小菅佑輔, 彌冨豪, 仲田資季, 仲田資季, 仲田資季, 山田琢磨, 山田琢磨, 荒川弘之, 藤澤彰英, 藤澤彰英  

    プラズマ・核融合学会年会(Web)40th 巻   2023年

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  4. 磁化プラズマにおけるイオン速度分布関数のベイズ的モデル選択

    徳田悟, 河内裕一, 佐々木真, 荒川弘之, 山崎広太郎, 寺坂健一郎, 稲垣滋  

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)77 巻 ( 1 )   2022年

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  5. 発光信号トモグラフィーによる規格化電子温度・電子密度揺動推定

    永島芳彦, 永島芳彦, 藤澤彰英, 藤澤彰英, 山崎広太郎, 稲垣滋, MOON C., MOON C., 金史良, 河内裕一, 荒川弘之, 山田琢磨, 山田琢磨, 小林達哉, 糟谷直宏, 糟谷直宏, 小菅佑輔, 小菅佑輔, 佐々木真, 井戸毅  

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)77 巻 ( 2 )   2022年

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  6. 2波長発光強度トモグラフィーから計測された規格化電子温度・電子密度揺動

    永島芳彦, 永島芳彦, 藤澤彰英, 藤澤彰英, 山崎広太郎, 稲垣滋, MOON Changho, MOON Changho, 金史良, 河内裕一, 荒川弘之, 山田琢磨, 山田琢磨, 小林達哉, 糟谷直宏, 糟谷直宏, 小菅佑輔, 小菅佑輔, 佐々木真, 井戸毅  

    プラズマ・核融合学会年会(Web)39th 巻   2022年

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  7. 磁化プラズマにおけるイオン速度分布関数のベイズ推定

    徳田悟, 河内裕一, 佐々木真, 荒川弘之, 山崎広太郎, 寺坂健一郎, 稲垣滋  

    プラズマ・核融合学会年会(Web)38th 巻   2021年

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  8. 直線プラズマにおける異種揺動間の非線形ダイナミクス

    河内裕一, 稲垣滋, 稲垣滋, 佐々木真, 小菅佑輔, 小菅佑輔, 山崎広太郎, 小林達哉, 金史良, 山田琢磨, 荒川弘之, 永島芳彦, 永島芳彦, CHANHO M., 糟谷直宏, 糟谷直宏, 藤澤彰英, 藤澤彰英  

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)76 巻 ( 2 )   2021年

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  9. 三つ組み相互作用によるエネルギー伝達の対称化と有向表現

    前山伸也, 佐々木真, 藤井恵介, 小林達哉, DENDY R. O., 河内裕一, 荒川弘之, 稲垣滋  

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)76 巻 ( 1 )   2021年

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  10. 3次元大域的乱流シミュレーションによるドリフト波とケルビンヘルムホルツ乱流の競合過程

    佐々木真, 佐々木真, 荒川弘之, 河内裕一, 小林達哉, 糟谷直宏, 糟谷直宏, 稲垣滋, 稲垣滋  

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)76 巻 ( 1 )   2021年

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  11. PANTAにおける発光トモグラフィー揺動の電子温度揺動依存性

    永島芳彦, 永島芳彦, 藤澤彰英, 藤澤彰英, 山崎広太郎, 稲垣滋, 稲垣滋, MOON C., MOON C., 金史良, 河内裕一, 荒川弘之, 山田琢磨, 山田琢磨, 小林達也, 糟谷直宏, 糟谷直宏, 小菅佑輔, 小菅佑輔, 佐々木真, 佐々木真, 井戸毅  

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)75 巻 ( 2 )   2020年

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  12. 直線プラズマ装置PANTAに共存する揺動間の相互作用

    河内裕一, 稲垣滋, 稲垣滋, 佐々木真, 佐々木真, 小菅佑輔, 小菅佑輔, 小林達哉, 山崎広太郎, 山田琢磨, 金史良, 永島芳彦, 永島芳彦, CHANHO M., 荒川弘之, 糟谷直宏, 糟谷直宏, 藤澤彰英, 藤澤彰英  

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)75 巻 ( 2 )   2020年

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  13. 特異値分解を用いた乱流構造間の動的エネルギー移送の評価

    佐々木真, 佐々木真, 佐々木真, 小林達哉, 河内裕一, DENDY R. O., DENDY R. O., DENDY R. O., 荒川弘之, 稲垣滋, 稲垣滋  

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)75 巻 ( 2 )   2020年

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  14. ヘリコン波プラズマにおけるイオンセンシティブプローブ計測の検討

    河内裕一, 稲垣滋, 佐々木真, 小菅佑輔, 山崎広太郎, 山田琢磨, 永島芳彦, MOON Chanho, 荒川弘之, 糟谷直宏, 藤澤彰英  

    プラズマ・核融合学会年会(Web)37th 巻   2020年

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  15. ケルビンヘルムホルツ乱流における流れ脈動過程の特異値分解解析

    佐々木真, 佐々木真, 佐々木真, 小林達哉, DENDY R.O., DENDY R.O., DENDY R.O., 河内裕一, 荒川弘之, 稲垣滋, 稲垣滋  

    プラズマ・核融合学会年会(Web)37th 巻   2020年

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  16. PANTA直線プラズマにおけるトモグラフィーとプローブ間信号比較

    永島芳彦, 永島芳彦, 藤澤彰英, 藤澤彰英, 山崎広太郎, MOON C., MOON C., 稲垣滋, 稲垣滋, 佐々木真, 佐々木真, 小菅佑輔, 小菅佑輔, 山田琢磨, 山田琢磨, 糟谷直宏, 糟谷直宏, 井戸毅, 金史良, 荒川弘之, 挾間田一誠, 河内裕一, 荒木健, 丸井一生, 星野智, 赤司智宏, 小林大輝, 西村大輝  

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)75 巻 ( 1 )   2020年

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  17. 統計的位相抽出法を用いた温度揺動の時空間構造の観測

    河内裕一, 稲垣滋, 稲垣滋, 金史良, 山崎広太郎, 永島芳彦, 永島芳彦, 山田琢磨, 山田琢磨, 荒川弘之, 小林達哉, 文贊鎬, 佐々木真, 佐々木真, 小菅佑輔, 小菅佑輔, 糟谷直宏, 糟谷直宏, 張博宇, 挾間田一誠, 藤澤彰英, 藤澤彰英  

    プラズマ・核融合学会年会(Web)36th 巻   2019年

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  18. 直線磁化プラズマにおけるドリフト波・帯状流・孤立渦による飛沫生成機構

    荒川弘之, 佐々木真, 佐々木真, 稲垣滋, 稲垣滋, 小菅佑輔, 小菅佑輔, 小林達哉, 金史良, 挾間田一誠, 河内裕一, 山田琢磨, 山田琢磨, 永島芳彦, 永島芳彦, 山崎広太郎, 藤澤彰英, 藤澤彰英, 伊藤公孝, 伊藤公孝, 伊藤公孝, 伊藤早苗, 伊藤早苗  

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)74 巻 ( 1 )   2019年

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  19. PANTAにおける統計的平均法を用いた乱流輸送解析

    河内裕一, 稲垣滋, 稲垣滋, 金史良, 挾間田一誠, 山崎広太郎, 小菅佑輔, 小菅佑輔, 佐々木真, 佐々木真, 永島芳彦, 永島芳彦, 山田琢磨, 山田琢磨, 糟谷直宏, 糟谷直宏, 荒川弘之, 岩崎悠也, 上島稔之, ZHANG Boyu, 藤澤彰英, 藤澤彰英  

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)74 巻 ( 1 )   2019年

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  20. PANTAにおけるフルート型揺動の電位構造の観測

    金史良, 藤澤彰英, 藤澤彰英, 永島芳彦, 永島芳彦, 稲垣滋, 稲垣滋, 佐々木真, 佐々木真, 小菅佑輔, 小菅佑輔, 山崎広太郎, 狹間田一誠, 河内裕一, 山田琢磨, 山田琢磨, 糟谷直宏, 糟谷直宏, 荒川弘之, 小林達哉, 伊藤公孝, 伊藤公孝, 伊藤公孝, 伊藤早苗, 伊藤早苗, 伊藤早苗  

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)74 巻 ( 1 )   2019年

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  21. PANTAにおけるストリーマに伴う輸送パターンの観測

    金史良, 藤澤彰英, 藤澤彰英, 伊藤公孝, 伊藤公孝, 伊藤公孝, 小菅佑輔, 小菅佑輔, 永島芳彦, 永島芳彦, 稲垣滋, 稲垣滋, 佐々木真, 佐々木真, 山田琢磨, 山田琢磨, 糟谷直宏, 糟谷直宏, 山崎広太郎, 狹間田一誠, 河内裕一, 荒川弘之, 小林達哉, 伊藤早苗, 伊藤早苗, 伊藤早苗  

    プラズマ・核融合学会年会(Web)35th 巻   2018年

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  22. トモグラフィを用いたPANTAプラズマの揺動特性の観測と放電パワー依存性について

    松尾士, 藤澤彰英, 藤澤彰英, 永島芳彦, 永島芳彦, 山崎広太郎, 金史良, 上原耀, 荒木健, 丸井一生, 星野智, 稲垣滋, 稲垣滋, 糟谷直宏, 糟谷直宏, 小菅佑輔, 小菅佑輔, 荒川弘之, 山田琢磨, 山田琢磨, 佐々木真, 佐々木真, ZHANG Boyu, 挾間田一誠, 河内裕一, 岩崎悠也  

    プラズマ・核融合学会年会(Web)35th 巻   2018年

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講演・口頭発表等 5

  1. Observation of spatiotemporal dynamics of high wavenumber turbulence in a linear magnetized plasma 招待有り

    Y. Kawachi, M. Sasaki, T. Nishizawa, Y. Kosuga, K. Terasaka, S. Inagaki, T. Yamada, N. Kasuya, C. Moon, Y. Nagashima, A. Fujisawa

    7th Asia-Pacific Conference on Plasma Physics  2023年11月13日 

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    開催年月日: 2023年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  2. 条件付き抽出法のプラズマ実験で得られる時系列データへのさまざまな応用 招待有り

    Global Plasma Forum in Aomori  2023年10月18日 

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    開催年月日: 2023年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  3. 直線磁化プラズマにおける高波数乱流の連続・離散スペクトル間遷移

    日本物理学会第78回年次大会  2023年9月16日 

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    記述言語:日本語  

  4. 実験室プラズマにおける高波数乱流の時空間ダイナミクスの観測

    日本物理学会第77回年次大会  2022年9月14日 

  5. 基礎実験室プラズマにおける高波数乱流及びそのスペクトル遷移の観測

    河内裕一, 佐々木真, 澤敬之, 小菅佑輔, 寺坂健一郎, 稲垣滋, 山田琢磨F, 糟谷直宏, 文贊鎬, 永島芳彦, 藤澤彰英

    第40回 プラズマ・核融合学会 年会 

科研費 3

  1. 複合プローブを用いたトカマク及びRFPプラズマ内の自己組織化2流体平衡の国際共同実験

    研究課題/研究課題番号:23KK0053  2023年9月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  国際共同研究加速基金(海外連携研究)

    比村 治彦, 三瓶 明希夫, 河内 裕一

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    担当区分:研究分担者 

    超高温のドーナツ形状をしたプラズマの電磁流体的取り扱いの妥当性については不明点が多い。本研究では米国ウィスコンシン大学MST装置と、MST装置と同程度の装置サイズでプラズマ電流と温度が低い京都工芸繊維大学RELAX装置内に全く同じ複合プローブをインストールして、イオン速度場、電場、磁場の同時測定を試みる。そして、これら2つの装置から得られるデータを比較することで、2流体平衡状態の存在の可否のランキスト数(核融合プラズマ分野では、抵抗性の程度を表す)依存性について明らかにする。そして、本海外連携研究から得る知見を国際共著論文として発表し、先進プラズマ物理学のフロンティアの開拓に貢献する。

  2. 部分磁化プラズマ状態における乱流素過程の実験的解明

    研究課題/研究課題番号:23K13082  2023年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究  若手研究

    河内 裕一

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4550000円 ( 直接経費:3500000円 、 間接経費:1050000円 )

    本研究は、実験・計測器開発・データ解析のサイクルによって部分磁化プラズマの乱流素過程の解明を推進する、4年計画である。1年目は、部分磁化プラズマにおける乱流のパラメータスキャンを行い、実験条件をサーベイする。また、3次元ベクトル場計測のためのキューブプローブ開発やそのための回路設計に取り掛かる。2年目ではキューブプローブの完成させ、乱流輸送の観測実験を行う。
    3年目では、減速電位アナライザの開発に取り組む。またソフトウェアとして、トライコヒーレンス解析の開発を行う。4年目では、3年目で開発したものを利用して、乱流による加熱特性の観測実験を行う。

  3. プラズマにおけるイオン/電子温度揺動および揺動駆動熱流束の評価法開発

    研究課題/研究課題番号:20J12625  2020年4月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    河内 裕一

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    昨年度までは、信号・ノイズ比及び時間分解能を改善する揺動テンプレート法を開発し電子温度揺動の観測に成功した。本年度はこれを踏まえて、①電子温度揺動がプローブ計測に与える影響の調査、②イオン温度計測に向けたプローブ及びレーザー誘起蛍光法(LIF)の適用、③揺動テンプレート法を応用した揺動間の非線形エネルギー移送ダイナミクスを行なった。
    ①静電プローブ計測では、イオン飽和電流から電子密度を、浮遊電位からプラズマ電位を求める。本来は電子温度の効果が入ってくるが、従来が電子温度揺動は無視できるとされていた。本研究では、実際に評価した電子温度揺動をもとにこれが密度・電位揺動計測にどのような影響を与えるか解析した。その結果、密度揺動計測への電子温度揺動の影響は無視できる一方で、電位揺動計測へは位相を反転させるほど大きい影響を与えることが明らかになった。これらの成果は、揺動駆動熱輸送を評価する上で重要な情報である。
    ②揺動が駆動するイオン熱輸送を評価するためには、イオン温度揺動の計測が不可欠である。この課題では、イオン温度計測へ向けたメッシュ付きイオンセンシティブプローブの開発及びLIFによるイオン温度推定を行なった。イオンセンシティブプローブについては、メッシュによる空間電荷効果の除去を狙いイオン電流を制限することに成功した。一方で異常な電子電流が流れたため、正確なイオン温度計測にはさらなる改善が必要であることが明らかになった。LIFについては、解析手法にベイズ推定を取り入れた新手法を適用し、ベイズ推定によるモデル選択を考慮したイオン温度推定法を確立した。
    ③本研究で開発した揺動テンプレート法はデータ解析手法にも適用可能である。揺動テンプレート法を時間分解能の悪い計測である非線形エネルギー移送解析に適用し、間欠的な揺動間の競合に伴う非線形エネルギー移送ダイナミクスを発見した。