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序章 物理と核融合 |
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0.1 湯川秀樹と日本の核融合研究 |
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0.2 物理と核融合 |
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0.3 21世紀の物理研究対象としての燃焼プラズマ |
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第1章 地上の太陽:水素が生み出す無限のエネルギー |
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1.1 “ビッグバン”:核融合燃料の産みの親 |
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1.2 “太陽”:重力によって閉じ込められた核融合炉 |
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1.3 “フュージョン”:地上の太陽への挑戦 |
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1.4 “プラズマ”:第四の物質状態 |
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第2章 水素の融合反応:軽い原子核と核融合反応の理論 |
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2.1 “核融合反応”:小さな木の実の融合 |
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2.2 “重水素”:陽子と中性子が緩く結びついた原子核 |
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2.3 “三重水素”ニュートリノと電子を放出する原子核 |
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2.4 “中性子”:電荷のない素粒子 |
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2.5 “ヘリウム”:魔法数で安定な元素 |
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2.6 “断面積”:トンネル効果と共鳴が生み出す核融合反応 |
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第3章 閉じ込め容器:閉じた磁場のトポロジーと力学平衡 |
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3.1 “場”:磁場と閉じた磁場配位 |
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3.2 “トポロジー”:静止点を持たない閉曲面 |
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3.3 “座標”:トーラスにおける解析幾何 |
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3.4 “力線力学”:磁力線のハミルトン力学 |
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3.5 “磁気面”可積分な磁力線と隠れた対称性 |
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3.6 “座標系”:浜田座標系とブーザ座標系 |
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3.7 “稠密性”:1本の磁力線が密にトーラスを覆う |
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3.8 “あらわな対称性”:軸対称トーラスの力学平衡 |
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3.9 “3次元力学平衡”:隠れた対称性を求めて |
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第4章 荷電粒子の運動:ラグランジュ・ハミルトン軌道力学 |
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4.1 “変分原理”:ハミルトンの原理 |
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4.2 “ラグランジュ・ハミルトン力学”:電磁場中の荷電粒子の運動 |
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4.3 “リトルジョンの変分原理”:ガイド中心の軌道力学 |
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4.4 “軌道力学”:磁束座標系のハミルトン軌道力学 |
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4.5 “周期性と不変量”:磁気モーメントと縦断熱不変量 |
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4.6 “座標不変性”:非正準変分原理とリー変換 |
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4.7 “リー摂動論”:ジャイロ中心の軌道力学 |
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第5章 プラズマの運動論:相空間の集団方程式 |
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5.1 “相空間”:リウビルの定理とポアンカレの再帰定理 |
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5.2 “力学と運動論”:可逆な個別方程式と非可逆な集団方程式 |
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5.3 “ブラゾフ方程式”:保存量,時間反転対称性と連続スペクトル |
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5.4 “ランダウ減衰”:可逆方程式が生み出す非可逆現象 |
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5.5 “クーロン対数”:クーロン場中の集団現象 |
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5.6 “フォッカー・プランク方程式”:柔らかいクーロン衝突の統計 |
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5.7 “ジャイロ中心の運動論”:ドリフト運動論とジャイロ運動論 |
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第6章 磁気流体の安定性:エネルギー原理と流れと散逸 |
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6.1 “安定性”:一般論 |
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6.2 “理想磁気流体”:作用原理とエルミート作用素 |
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6.3 “エネルギー原理”:ポテンシャルエネルギーとスペクトル |
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6.4 “Euler‐Lagrange方程式”:理想磁気流体のNewcomb方程式 |
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6.5 “磁力線の張力”:キンクとティアリング |
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6.6 “磁場の曲率”:バルーニングと準モード展開 |
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6.7 “流れ”:非エルミートFrieman‐Rotenberg方程式 |
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第7章 波動力学:不均一プラズマ中の波の伝搬と共鳴 |
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7.1 “アイコナル方程式”:波動伝搬の力学 |
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7.2 “ラグランジェ波動力学”:無散逸系と散逸系 |
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7.3 “冷たいプラズマ”:プラズマ波の分散関係と共鳴・遮断 |
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7.4 “不均一プラズマ”:アルベン共鳴と連続スペクトル |
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7.5 “ドリフト波”:閉じ込めプラズマ中の普遍波 |
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第8章 衝突輸送:閉じた磁場配位の新古典輸送 |
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8.1 “無衝突プラズマ”:モーメント方程式と新古典粘性 |
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8.2 “熱力学的力”:磁気面上の1次流れ |
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8.3 “摩擦力と粘性力”:磁気面平均の運動量・熱流バランス |
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8.4 “一般化されたオームの法則”:新古典電気伝導度 |
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8.5 “一般化されたオームの法則Ⅱ”:ブートストラップ電流 |
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8.6 “新古典輸送”:磁気面を横切る輸送 |
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8.7 “新古典イオン熱拡散係数”:クーロン衝突によるイオン熱伝導 |
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第9章 プラズマの乱れ:自己組織化臨界とその局所破れ |
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9.1 “非線形力学の概念”:力学系とアトラクター |
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9.2 “自己組織化臨界”:乱流熱輸送と臨界温度勾配 |
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9.3 “カオスアトラクター”:ドリフト波乱流における3波相互作用 |
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9.4 “構造形成”:シア流による乱流抑制と帯状流 |
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第10章 核融合エネルギーの実現に向けて |
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10.1 エネルギー環境問題と核融合エネルギー |
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10.2 核融合プラズマ条件と主要3方式の閉じ込め研究の進展 |
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10.3 ITERと幅広いアプローチ計画 |
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10.4 低炭素社会実現のエネルギーオプション:核融合 |
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