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超音速クラスタービームを用いた高温プラズマ中における密度揺動励起に関する研究

Research Project

Project/Area Number 11J01219
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nuclear fusion studies
Research InstitutionNational Institute for Fusion Science (2012)
The Graduate University for Advanced Studies (2011)

Principal Investigator

村上 昭義  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords燃料供給手法 / 超音速ガス流 / ラバールノズル / クラスター
Research Abstract

本研究では、核融合プラズマへの新たな燃料供給手法である超音速ガスパフ1超音速クラスタービーム入射法の特性を高温プラズマに適用し評価を行い、この手法の利点を生かしてプラズマ中に密度揺動を外部励起することで、その揺動が乱流へ及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
超音速ガスパフとは、高圧の燃料水素ガスを、ラバールノズルを介して噴出することで、収束した超音速ガス流をプラズマへ供給するものである。前年度実験では、超音速ガスパフの特長を活かした高繰り返し入射実験を行い、プラズマ周辺部に密度変調をかけること密度揺動を外部励起することを試みる実験を行った。将来の核融合炉を見据えた場合、高温プラズマからダイバータ部へのパルス的な熱負荷を軽減することが、重要課題の1つであり、この制御法の確立が急がれている。超音速ガスパフの密度変調によって、このパルス的熱負荷を大きく減少させる現象を発見した。今年度の実験では、このパルス的熱負荷を減少させる要因の1つとして、プラズマ周辺部密度を変化させることであるかを検証するための実験を行った。実験では、このパルス的熱負荷が発現しているプラズマにおいて周辺部密度を超音速ガスパフの1パルス入射によって微小変化させることで、パルス的熱負荷を軽減させる実験結果を得た。これにより、パルス的熱負荷を軽減させる上で、プラズマ周辺部密度を制御することが重要であることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

超音速ガスパフの高繰り返し入射によって、高温プラズマからダイバータ部へのパルス的な熱負荷を軽減する実験結果とその検証実験を行った。この成果は、将来の核融合炉で求められる周辺プラズマ制御の手法としての適用可能性を示唆している。超音速ガスパフを用いたプラズマの制御手法の確立につながる成果であることから、本研究は、おおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

高温プラズマからダイバータ部へのパルス的な熱負荷を、プラズマ周辺部密度を微小変化させることで軽減させる実験結果を得たことから、今後は、パルス的熱負荷と周辺部密度の関連をより詳細に明らかにする研究を行う。これにより、超音速ガスパフを用いた周辺プラズマ制御手法の確立につなげる。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2012 2011

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Fueling characteristics of supersonic gas puffing applied to large high-temperature plasmas in the Large Helical Device2012

    • Author(s)
      Akiyoshi Murakami, 他6名
    • Journal Title

      Plasma Physics and Controlled Fusion

      Volume: VOL.54 Issue: 5 Pages: 55006-55006

    • DOI

      10.1088/0741-3335/54/5/055006

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Observation of Electron-Temperature Fluctuations Triggered by Supersonic Gas Puffing in the LHD2011

    • Author(s)
      Akiyoshi Murakami, 他9名
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research

      Volume: 6 Pages: 1402135-1402135

    • DOI

      10.1585/pfr.6.1402135

    • NAID

      130002059484

    • ISSN
      1880-6821
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 大型ヘリカル装置における超音速ガスパフ中の周辺プラズマの局所的な振舞い2012

    • Author(s)
      村上昭義
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 第29回年会
    • Place of Presentation
      クローバープラザ(福岡県)
    • Year and Date
      2012-11-28
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ELM frequency control using high frequency supersonic gas puffing in LHD2012

    • Author(s)
      Akiyoshi Murakami
    • Organizer
      22^<th> International Toki Conference (ITC 22)
    • Place of Presentation
      セラトピア土岐(岐阜県)
    • Year and Date
      2012-11-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] LHDにおける超音速ガスパフを用いた粒子供給に閧する研究2012

    • Author(s)
      村上昭義
    • Organizer
      第9回核融合エネルギー連合講演会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県)
    • Year and Date
      2012-06-29
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Improvement in the fueling efficiency of supersonic gas puffing in LHD2011

    • Author(s)
      Akiyoshi Murakami
    • Organizer
      21^<th> International Toki Conference (ITC21)
    • Place of Presentation
      セラトピア土岐(岐阜県)
    • Year and Date
      2011-11-28
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音速ガスパフによる密度揺動励起実験2011

    • Author(s)
      村上昭義
    • Organizer
      Plasma Conference 2011 (PLASMA2011)
    • Place of Presentation
      石川県立音楽堂 (石川県)
    • Year and Date
      2011-11-23
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Fueling characteristics of supersonic gas puffing applied to large high-temperature plasma in LHD2011

    • Author(s)
      Akiyoshi Murakami
    • Organizer
      European Physical Society (EPS) 38^<th> Conference on Plasma Physics
    • Place of Presentation
      Strasbourg Convention Centre(フランス ストラスブール)
    • Year and Date
      2011-06-30
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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