高時間分解能損失イオンプローブによる高速イオン挙動のトロイダルプラズマ間比較研究

• Project/Area Number: 16760681
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Nuclear fusion studies
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 篠原 孝司 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究副主幹 (50354600)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2005: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: トロイダルプラズマ / ヘリカル系 / 磁気流体(MHD)不安定性 / 損失イオンプローブ / 高速カメラ / アメリカ / 磁気液体(MHD)不安定性

Research Abstract

トロイダルプラズマ中での高速イオンの軌道・分布変化の基礎過程や輸送過程についての物理的な知見を得ることを目的として、高速カメラを用いた損失イオンプローブによりトロイダルプラズマに閉じ込められた高速イオンが磁気流体(MHD)不安定性によってどのように損失するかを調査している。
核融合科学研究所のコンパクトヘリカルプラズマ装置CHSで発生するCHSバーストと呼ばれるMHD不安定性による高速イオンの輸送特性の研究を行った。高速計測により1ms程度のタイムスケールのCHSバースト時にのみ観測される損失イオンを初めて計測し、その損失がバーストによる高速イオンの再分布によるものという知見を得た。その成果のうち計測器にかかわるものを「16th Topical Conference on High Temperature Plasma Diagnostic」において発表し、加えて、Review of Scientific Instruments誌にて発表した。物理的知見に関わる成果は、「日本物理学会春季大会」において発表し、加えて、Plasma and Fusion Research誌に投稿中である。
また、米国プリンストンプラズマ物理学研究所のNSTX球状トカマクプラズマ装置では、アルベン固有周波数帯の不安定性による高速イオンの輸送が電流分布と合わせて比較することで中性粒子ビーム入射エネルギー近辺の高速イオンの損失であることがわかった。その成果はプリンストンプラズマ物理学研究所の協力研究者により「第21回IAEA核融合エネルギー会議」で報告され、加えて、Nuclear Fusion誌に投稿中である。

Research Products

• [Journal Article] CHSにおける高速カメラを用いた損失イオン計測 (2007)
  • Author(s): 篠原孝司, 磯部 光孝, D.Darrow, 清水 昭博, 永岡 賢一, 岡村 昇一
  • Journal Title: 日本物理学会講演概要集(第2分冊) 62巻・1号 Pages: 218-218
• [Journal Article] Escaping ion measurement with high time resolution on CHS (2006)
  • Author(s): K.Shinohara, M.Isobe, D.Darrow
  • Journal Title: Review of Scientific Instruments 77巻・10号
• [Journal Article] Investigation of Collective Fast Ion Instability-induced Redistribution or Loss in the National Spherical Torus Experiment (2006)
  • Author(s): S.Medley, R.Andre, R.Bell, D.Darrow, E.Fredrickson, B.LeBlanc, F.Levinton, J.Menard, D.Stutman, A.Roquemore, K.Shinohara, K.Tritz, H.Yuh, the NSTX Research Team
  • Journal Title: Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy conference
• [Journal Article] Fast visible 2-D camera imaging on NSTX (2005)
  • Author(s): A.L.Roquemore, N.Nishino, R.Maqueda, C.Bush, L.Dorf, R.Kaita, K.Shinohara, 他
  • Journal Title: Bulletin of the American Physical Society 50巻・8号 Pages: 322-322