Systematic theoretical study on physics of internal transport barrier formation in helical plasmas beyond the difference of magnetic configuration properties

• Project/Area Number: 18760638
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Nuclear fusion studies
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: YOKOYAMA Masayuki National Institute for Fusion Science, 核融合科学研究所, 准教授 (60290920)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,270,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2008: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2007: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 磁場核融合 / ヘリカルプラズマ / 閉じ込め磁場構造 / 閉じ込め改善 / 内部輸送障壁 / 中心部電子ルート閉じ込め / 高イオン温度プラズマ / 両極性径電場 / 大型ヘリカル装置(LHD) / 輸送障壁 / 高イオン温度 / 新古典輸送解析 / 不純物ホール / ヘリカル系プラズマ / トロイダル回転 / 磁場構造 / 実効ヘリシティ / 衝突周波数 / 径電場遷移

Research Abstract

種々の概念に基づいた各種ヘリカル系プラズマ閉じ込め実験において、共通に観測されている、中心部電子熱輸送閉じ込めの改善モードに対して、低衝突ヘリカルプラズマに特有な電場分岐性によって、その発現閾値が規定されていることを系統的な理論解析によって示し、中心部電子ルート閉じ込め(Core Electron-Root Confinement : CERC)として、学術的な体系的理解をもたらした。また、近年の大型ヘリカル実験装置(LHD : 核融合科学研究所)における高イオン温度プラズマで、径電場による低衝突周波数での輸送増大が避けられていることを示した。さらに、その予測された径電場の実験検証を通じて、CERCとともに、ヘリカルプラズマにおける新古典両極性径電場解析が、広いパラメータ空間において高い妥当性を有していることを示し、核融合炉心級ヘリカルプラズマに向けてのさらなる改善閉じ込めシナリオの提示、その実現に向けた理論検討を行う上での確固たる根拠となることを明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Observation of an Impurity Hole in a Plasma with an Ion Internal Transport Barrier in the Large Helical Device (2009)
  • Author(s): K. Ida, M. Yoshinuma, M. Osakabe, K. Nagaoka, M. Yokoyama et al
  • Journal Title: Physics of Plasmas (Vol.16)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Observation of an impurity hole in a plasma with an ion internal transport barrier in the Large Helical Device (2009)
  • Author(s): K. Ida, M. Yoshinuma, M. Osakabe, K. Nagaoka, M. Yokoyama, et.al.
  • Journal Title: Physics of Plasmas 16
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Extension of High-Ion-Temperature Regime in the Large Helical Device (LHD) (2008)
  • Author(s): M. Yokoyama et al
  • Journal Title: Physics of Plasmas (Vol.15)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Extension of High-Ion-Temperature Regime in the Large Helical Device (LHD) (2008)
  • Author(s): M. Yokoyama, et.al.
  • Journal Title: Physics of Plasmas 15
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Core electron-root confinement (CERC) in helical plasmas (2007)
  • Author(s): M. Yokoyama et al
  • Journal Title: Nuclear Fusion Vol.47 Pages: 1213-1219
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Core electron-root confinement(CERC)in helical plasmas (2007)
  • Author(s): M. Yokoyama
  • Journal Title: Nuclear Fusion 47 Pages: 1213-1219
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Common Features of Core Electron-Root Confinement in Helical Devices (2006)
  • Author(s): M. Yokoyama et al
  • Journal Title: Fusion Science and Technology Vol.50 Pages: 327-342
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Common Features of Core Electron-Root Confinement in Helical Devices (2006)
  • Author(s): M.Yokoyama
  • Journal Title: Fusion Science and Technology 50・10 Pages: 327-342
• [Presentation] LHDにおける高イオン温度プラズマの輸送特性 (2008)
  • Author(s): 横山雅之 他
  • Organizer: 第7回核融合エネルギー連合講演会
  • Place of Presentation: 青森市
  • Year and Date: 2008-06-19
• [Presentation] LHDにおける高イオン温度プラズマの輸送特性 (2008)
  • Author(s): 横山雅之, 他
  • Organizer: 第7回核融合エネルギー連合講演会
  • Place of Presentation: 青森市男女共同参画プラザ
  • Year and Date: 2008-06-19
• [Presentation] LHDにおける高イオン温度水素プラズマの輸送特性 (2008)
  • Author(s): 横山雅之 他
  • Organizer: 日本物理学会第63回年次大会
  • Place of Presentation: 東大阪市
  • Year and Date: 2008-03-23
• [Presentation] LHDにおける高イオン温度水素プラズマの輸送特性 (2008)
  • Author(s): 横山 雅之
  • Organizer: 日本物理学会 第63回年次大会
  • Place of Presentation: 近畿大学(東大阪市)
  • Year and Date: 2008-03-23
• [Presentation] LHDにおける高イオン温度プラズマの新古典粘性・フロー解析 (2007)
  • Author(s): 横山雅之 他
  • Organizer: 第24回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 姫路市
  • Year and Date: 2007-11-27
• [Presentation] LHDにおける高イオン温度プラズマの新古典粘性・フロー解析 (2007)
  • Author(s): 横山 雅之
  • Organizer: 第24回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: イーグレ姫路(姫路市)
  • Year and Date: 2007-11-27
• [Presentation] Extension of High-Ion-Temperature Regime in the Large Helical Device (LHD) (2007)
  • Author(s): M. Yokoayama et al
  • Organizer: Invited Talk of 49th Annual Meeting, Division of Plasma Physics, American Physical Society
  • Place of Presentation: Orlando, USA
  • Year and Date: 2007-11-13
• [Presentation] Extension of High-Ion-Temperature Regime in the Large Helical Device(LHD)[Invited Talk] (2007)
  • Author(s): M. Yokoyama
  • Organizer: 49th Annual Meeting, Division of Plasma Physics, American Physical Society
  • Place of Presentation: Rosen Center Hotel(Orlando, Florida, USA)
  • Year and Date: 2007-11-13
• [Presentation] The neoclassical plasma viscosity analyses relevant to high-ion-temperature plasmas in the Large Helical Device (LHD) (2007)
  • Author(s): M. Yokoyama et al
  • Organizer: 17th International Toki Conference/16th International Stellarator/Heliotron Workshop
  • Place of Presentation: 土岐市
  • Year and Date: 2007-10-16
• [Presentation] The neoclassical plasma viscosity analyses relevant to high-ion-temperature plasmas in the Large Helical Device(LHD) (2007)
  • Author(s): M. Yokoyama
  • Organizer: 17th International Toki Conference/16th International Stellarator/Heliotron Workshop
  • Place of Presentation: セラトピア土岐(土岐市)
  • Year and Date: 2007-10-16