A fluid-plasma model description of the operation of a magnetic filter for electron cooling in gas-discharge plasmas is presented in the study. Directed to the use of weak magnetic fields in the sources of negative hydrogen ion beams for additional heating of fusion plasmas, hydrogen discharges have been considered. The numerical results obtained within a 2D-model are stressed. The 1D-model presented aims at showing the main trends whereas the results obtained within the 3D-model, also developed, confirm the 2D-model description. The models outline the importance of the transport phenomena: electron-energy and charged-particle fluxes. Reduction of the thermal flux across the magnetic field together with thermal diffusion and diffusion, acting in combination, is the basis of the electron cooling and of the spatial distribution of the electron density. Effects due to the (E × B)-drift and the diamagnetic drift form a fine spatial structure of the plasma-parameter variations.
流体プラズマモデルによる、ガス放電プラズマにおける電子冷却用磁気フィルターの動作の記述が本研究で提示される。核融合加熱用の負水素イオンビーム源における弱磁場の利用を目的として、水素放電が検討された。2Dモデル内で得られた数値結果が強調される。提示された1Dモデルは主要な傾向を示すことを目的としており、一方、同じく開発された3Dモデル内で得られた結果は、1Dモデルの記述を裏付けるものである。これらのモデルは、輸送現象、すなわち電子エネルギー束と荷電粒子束の重要性を概説する。磁場を横切る熱流束の低減は、熱拡散および拡散と相まって、電子冷却と電子密度の空間分布の基礎となる。(E × B)ドリフトおよび反磁性ドリフトによる効果は、プラズマパラメータ変動の微細構造を形成する。