| Project/Area Number |
05680437
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| Research Category |
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Nuclear fusion studies
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| Research Institution | Himeji Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐藤 邦弘 姫路工業大学, 工学部, 助手 (40167432)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
嶋田 道也 日本原子力研究所. 炉心プラズマ研究部, 副主任
石黒 静児 東北大学, 工学部, 助手 (10193301)
大藪 修義 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (60203949)
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| Project Period (FY) |
1993
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 1993)
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| Budget Amount *help |
¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 1993: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 流出プラズマ中の電位制御 / イオンのエネルギー分離 / 粒子シミレューション / 電子放出電極 / ダイバータシース / マグネティックプレシース / 斜め入射磁場 / 放出電子の流入抑制 |
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| Research Abstract |
1.流出プラズマ中の沿磁力線方向の電位形成と垂直電界の印加によるイオンのエネルギー分離とを理論解析及び粒子シミュレーションを行って示し、これを応用した新しいプラズマ直接エネルギー発電の概念を提案した。
(1)末広がり磁湯中に捕捉される電子は、壁へ流出するプラズマ中の電位降下を増幅する。末広がり磁湯とECR加熱とを併用した流出プラズマ中の電位制御の可能性を示した。
(2)直流電界を印加した強磁化低密度プラズマ中ではE×Bドリフトによってイオンのエネルギー分離が起こる。このエネルギー分離を利用した高効率プラズマ直接エネルギー変換器の概念設計を行った。
2.電子放出電極を用いたプラズマ電位制御について粒子シュミレーションを行い、電子放出下における電位の構造を明らかにした。さらに、Qマシンで得られた実験結果を物理的に説明した。
3.ダイバータシースの形成機構、斜め磁場による放出電子の流入抑制効果、ダイバータ板前面の熱伝達係数とプラズマ-ガス相互作用の影響について、以下の事を明らかにした。
(1)磁力線が斜め入射するダイバータ板の前面では、イオン分極ドリフト及びサイクロトロン運動するイオンの壁へ選択的入射とによりマグネティックプレシースが形成される。
(2)斜め入射磁場中では、磁場から受けるローレンツ力のために放出電子の流入は抑制される。また、マグネティックプレシースの形成に伴って空間電荷制限下における電子放出係数は小さい値に制限される。実際のダイバータにおいては、シース内の空間電荷効果による効果的な流入制限が期待できる。
(3)中性ガスがダイバータ前面に局在化すると、リサイクリングに伴って生じた低温電子はプラズマ中へ逆流する。このためにシース電位は減少し、遷移域における熱伝達係数は小さくなる。DIII-D装置で得られた実験結果をこれによって定性的に説明できる。
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