九州大学-研究者情報 [山田琢磨 (教授) 基幹教育院自然科学実験系部門]

統合観測システムで解き明かす乱流プラズマの構造形成原理と機能発現機構
2017.04～2022.03, 代表者：藤澤彰英, 九州大学, 九州大学
プラズマ乱流研究に特化した新装置「プラズマ乱流統合観測システム」を制作し、乱流プラズマの本質を理解し、その構造形成や機能発現の原理を解明することを目指す。.

研究業績

主要著書

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主要原著論文

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1.	Takuma Yamada, H. Tanabe, T. G. Watanabe, Y. Hayashi, R. Imazawa, M. Inomoto, Y. Ono, M. Gryaznevich, R. Scannell, C. Michael, Localized electron heating during magnetic reconnection in MAST, NUCLEAR FUSION, 10.1088/0029-5515/56/10/106019, 56, 10, 106019, 2016.10.
2.	Takuma Yamada, SANAE INOUE（論文のみ） ITOH, Inagaki Shigeru, Yoshihiko Nagashima, Naohiro Kasuya, KAMATAKI KUNIHIRO, Hiroyuki Arakawa, Tatsuya Kobayashi, MASATOSHI YAGI, Akihide Fujisawa, Kimitaka Itoh, Observation of Quasi-Two-Dimensional Nonlinear Interactions in a Drift-Wave Streamer, PHYSICAL REVIEW LETTERS, 10.1103/PhysRevLett.105.225002, 105, 22, 225002, 2010.11.
3.	Takuma Yamada, SANAE INOUE（論文のみ） ITOH, Inagaki Shigeru, Yoshihiko Nagashima, Shunjiro Shinohara, Naohiro Kasuya, Kenichiro Terasaka, KAMATAKI KUNIHIRO, Hiroyuki Arakawa, MASATOSHI YAGI, Akihide Fujisawa, Kimitaka Itoh, Two-dimensional bispectral analysis of drift wave turbulence in a cylindrical plasma, PHYSICS OF PLASMAS, 10.1063/1.3429674, 17, 5, 052313, 2010.05.
4.	Takuma Yamada, SANAE INOUE（論文のみ） ITOH, Takashi Maruta, Naohiro Kasuya, Yoshihiko Nagashima, Shunjiro Shinohara, Kenichiro Terasaka, MASATOSHI YAGI, Inagaki Shigeru, Yoshinobu Kawai, Akihide Fujisawa, Kimitaka Itoh, Anatomy of plasma turbulence, NATURE PHYSICS, 10.1038/nphys1029, 4, 9, 721-725, 2008.07.

主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等

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1.	山田琢磨, 今日からはじめる磁場閉じ込めプラズマ実験コラム7 ソフトよくハードを制御す, プラズマ・核融合学会誌, 2014.11.
2.	山田琢磨, OLDENBURGER STELLA, プラズマ乱流実験の新展開 3.乱流解析法の進展について―マルチスケール結合, プラズマ・核融合学会誌, 2012.06.

主要学会発表等

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1.	Takuma Yamada, Shigeru Inagaki, Makoto Sasaki, Yoshihiko Nagashima, F. Kin, Hiroyuki Arakawa, Tatsuya Kobayashi, Kotaro Yamasaki, Naohiro Kasuya, Yusuke Kosuga, Akihide Fujisawa, Kimitaka Itoh, Sanae-I. Itoh, Three Dimensional Structure of Streamer in Drift Wave Fluctuations, 2nd Asia-Pacific Conference on Plasma Physics, 2018.11, Mesoscale structures such as zonal flows and streamers play important roles in transport. The streamer can have a three-dimensional (3D) structure, by which the turbulence driven transport can be enhanced. Using the linear magnetized plasma device, the streamer structure and its mediator mode were found experimentally. The cross-sectional structures of the streamer, its mediator mode, and carrier waves were observed in detail, and it was found that they are highly comparable to those of theoretical and numerical works. Here we report the 3D structures of the streamer and its carrier waves and mediator, which are observed in a linear plasma device for the first time. Not only the cross-sectional structure but also the axial structure was observed. While the carrier drift waves, which form the streamer structure by nonlinear interaction, has an axial mode number of 1, the streamer and mediator had an axial mode number of 0. The relationship of these axial mode numbers is explained by the matching condition of the nonlinear interaction between the carrier waves and the mediator..
2.	Takuma Yamada, Inagaki Shigeru, Tatsuya Kobayashi, Yoshihiko Nagashima, Yudai Miwa, Kousuke Nakanishi, Makoto Sasaki, Naohiro Kasuya, Maxime Lesur, Yusuke Kosuga, Akihide Fujisawa, SANAE INOUE（論文のみ） ITOH, Kimitaka Itoh, Streamer and Nonlinear Coupling with Turbulence, 4th Asia Pacific Transport Working Group International Conference, 2014.06.
3.	山田琢磨, プラズマ乱流の非線形過程解析の最前線, 日本学術会議シンポジウム「物性物理学・一般物理学の未来を語る」, 2013.01.
4.	Takuma Yamada, Experimental investigation of streamers, Workshop on Electric Fields, Turbulence and Self-Organisation in Magnetized Plasmas 2011, 2011.07.
5.	Takuma Yamada, Observation of a streamer in drift wave turbulence, 1st Asia Pacific Transport Working Group International Conference, 2011.06.

学会活動

所属学会名

プラズマ・核融合学会

日本物理学会

学協会役員等への就任

2018.10～2021.09, 日本物理学会領域2, 運営委員.

学会大会・会議・シンポジウム等における役割

2023.11.12～2023.11.17, AAPPS-DPP2023 (7th Asia-Pacific Conference on Plasma Physics), Scientific Program Committee.

2022.10.09～2022.10.14, AAPPS-DPP2022 (6th Asia-Pacific Conference on Plasma Physics), Scientific Program Committee.

2019.03.14～2019.03.17, 日本物理学会第74回年次大会, 実行委員.

2014.06.10～2014.06.13, 4th Asia Pacific Transport Working Group International Conference, Local Organizing Committee.

2013.10.02～2013.10.04, 14th International Workshop on H-mode Physics and Transport Barriers, Local Organizing Committee.

学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況

2016.01～2023.03, 自然科学総合実験, 国内, 編集委員長.

学術論文等の審査

年度	外国語雑誌査読論文数	日本語雑誌査読論文数	合計
2022年度	2		2
2021年度	1		1
2020年度	2	1	3
2019年度	1	1	2
2018年度	1	2	3
2017年度	1		1
2016年度	1	1	2
2015年度	1		1

その他の研究活動

海外渡航状況, 海外での教育研究歴

Culham Centre for Fusion Energy, Culham Science Centre, UnitedKingdom, 2013.08～2013.08.

Culham Centre for Fusion Energy, Culham Science Centre, UnitedKingdom, 2013.06～2013.06.

Culham Centre for Fusion Energy, Culham Science Centre, UnitedKingdom, 2010.09～2010.11.

受賞

平成28年度科学技術分野の文部科学大臣表彰若手科学者賞, 文部科学省, 2016.04.

第5回若手奨励賞, 日本物理学会, 2011.03.

第14回学術奨励賞, プラズマ・核融合学会, 2009.12.

研究資金

科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)

2017年度～2022年度, 基盤研究(C), 代表, プラズマ乱流におけるストリーマーの3次元構造と動的応答.

2016年度～2018年度, 挑戦的萌芽研究, 分担, 磁化プラズマの突発現象の物理モデル.

2015年度～2019年度, 基盤研究(A), 分担, 磁化プラズマにおける微細構造及びその動的挙動の観測.

2015年度～2019年度, 基盤研究(A), 分担, 非平衡プラズマの強相関乱流.

2013年度～2014年度, 若手研究(B), 代表, 核融合炉に近い条件における球状トカマク合体生成時の加熱効果の検証.

2011年度～2013年度, 基盤研究(A), 連携, ２次元乱流ダイナミクス観測のための多波長超多点観測法の開発.

2011年度～2012年度, 挑戦的萌芽研究, 連携, 準定常トーラスプラズマを用いた弱電離磁気リコネクション室内実験装置の開発.

2010年度～2014年度, 基盤研究(A), 分担, 急速合体加熱と定常中性粒子ビーム加熱を駆使した球状トーラスの限界ベータ検証実験.

2010年度～2012年度, 挑戦的萌芽研究, 連携, ダブレット配位を用いた動的ダイバータの提案.

2009年度～2013年度, 基盤研究(S), 連携, 乱流プラズマの動的応答と動的輸送の統合研究.

2009年度～2010年度, 若手研究(B), 代表, 真空容器外磁場コイルを用いた球状トカマクの合体生成の最適化.

2007年度～2009年度, 基盤研究(B), 連携, 短パルス磁気リコネクションと2次元画像計測を駆使した粒子加速・加熱実験.

2007年度～2008年度, 若手研究(B), 代表, 高温不均一磁化プラズマにおける乱流の時空間構造解析.

2004年度～2008年度, 特別推進研究, 連携, 乱流プラズマの構造形成と選択則の総合的研究.

2004年度～2008年度, 基盤研究(S), 連携, 新手法による高ベータ球状トカマクプラズマの生成及び維持.

競争的資金(受託研究を含む)の採択状況

2011年度～2011年度, 研究拠点形成費補助金(グローバルＣＯＥ) (文部科学省）, 代表, セキュアライフ・エレクトロニクス（若手研究）中性粒子ビーム入射による球状トカマクの加熱・維持実験.

2010年度～2010年度, 研究拠点形成費補助金(グローバルＣＯＥ) (文部科学省）, 代表, セキュアライフ・エレクトロニクス（若手研究）光計測による合体生成球状トカマクの加熱の検証.

2009年度～2009年度, 研究拠点形成費補助金(グローバルＣＯＥ) (文部科学省）, 代表, セキュアライフ・エレクトロニクス（若手研究）合体生成球状トカマクプラズマへの中性粒子ビーム入射.

2008年度～2008年度, 研究拠点形成費補助金(グローバルＣＯＥ) (文部科学省）, 代表, セキュアライフ・エレクトロニクス（若手研究）高ベータ球状トカマクの位置制御.

共同研究、受託研究(競争的資金を除く)の受入状況

2023.06～2024.03, 代表, ドローンを用いた大気流速場の局所計測.

2023.04～2024.03, 代表, 直線磁化プラズマにおける乱流構造の解析.

2022.06～2023.03, 代表, ドローンを用いた大気流速場の局所計測.

2022.04～2023.03, 代表, 直線磁化プラズマにおける乱流構造の解析.

2021.04～2022.03, 代表, 直線磁化プラズマにおける乱流構造の解析.

2020.04～2021.03, 代表, 直線磁化プラズマにおける乱流構造の解析.

2019.04～2020.03, 代表, 直線磁化プラズマにおける乱流構造の解析.

2018.04～2019.03, 代表, 直線磁化プラズマにおける乱流構造の解析.

2017.04～2018.03, 代表, 直線磁化プラズマにおけるストリーマー構造の解析.

2016.04～2017.03, 代表, 直線磁化プラズマにおけるストリーマー構造の解析.

2015.04～2016.03, 代表, 直線磁化プラズマにおけるストリーマー構造の解析.

2014.04～2015.03, 代表, 直線磁化プラズマにおけるストリーマー構造の解析.

2013.04～2014.03, 代表, 直線磁化プラズマにおけるストリーマー構造の解析.

2012.04～2013.03, 代表, 直線磁化プラズマにおけるストリーマー構造の解析.

寄附金の受入状況

2022年度, 村田学術振興財団, 研究助成／酸化物強誘電体の『隠れた本来的自由電子』の検証.

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