| Project/Area Number |
19J22036
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 14010:Fundamental plasma-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
秋光 萌 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 磁気島 / プラズモイド / blob / リコネクション加熱機構 / 磁気再結合 / プラズマ診断 / 高精細二次元計測 / 非定常リコネクション / 磁気リコネクション / プラズマ合体 / 電流シート / リコネクション加熱 / 磁気プローブ / 二次元トムソン散乱計測 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，磁気リネクション（磁化プラズマにおいて磁力線がつなぎ変わる現象）における磁気エネルギーがプラズマの熱・運動エネルギーに変換されることで起こる急速な加熱機構を，二次元高精細計測を駆使して実験的に検証することを目的とする。中型実験装置TS-6でのプラズマ合体実験に磁気プローブやトムソン散乱計測の2次元高精細計測を適用し，イオンドップラー計測とも組み合わせ、X点（磁力線がつなぎ変わる点）付近での細かな磁場構造，電子・イオンの挙動を同時に計測する。TS-6での～0.5T程度の低～中磁場実験と、英国核融合ベンチャーの大型実験装置ST40での数Tの高磁場の実験も含め合体加熱の物理を検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，球状トカマク実験装置TS-6での電流シート付近の二次元高精細磁場計測を行い電流シートでのBlobやプラズモイドの生成放出の加熱効果を検証した。
合体プラズマ実験において内部コイルのクローバーをかける時間を変更しインフロー速度を変化させた実験を行い、インフロー速度によるプラズモイドの形成の発展を明らかにした。インフローガイド磁場が高い場合インフロー速度が大きいと、インフロー束＞アウトフロー束によるパイルアップによって電流シートの電流密度が上昇し、電流シート層が厚くなり、複数のBlob（電流密度の塊）が形成される。イオンドップラー分光計測によりイオン温度の上昇を同時に計測したところBlob放出速度が速い場合のほうがイオン温度が上昇していた。
コロナの影響で海外渡航や現地実験の遅れのため計画の一部の大型装置での検証を行うことができなかった。
本研究を通して、ブロブはパイルアップ、不均一磁場（電流シートの曲がりによるもの）、不均一インフローなどが原因で生成され、プラズモイドやブロブが放出されるとリコネクション電界上昇がみられリコネクションが高速化される。リコネクション磁場やインフローを変えて実験を行いプラズモイドやブロブの放出の様子（大きさ・放出速度）によりリコネクションのタイムスケールが変わることが分かった。これによりパイルアップしたプラズマの塊が高速に放出されることによりリコネクションが高速化することを示している。プラズモイドによってリコネクションが高速化する場合、イオン温度や電子温度の上昇も見られ、プラズモイドリコネクションによるリコネクション加熱が実証できた。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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