| Project/Area Number |
22KJ2438
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| Project/Area Number (Other) |
22J11823 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 14020:Nuclear fusion-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
西村 大輝 九州大学, 総合理工学府, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | プラズマ乱流 / 長距離相関 / トモグラフィ / 乱流偏在 |
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| Outline of Research at the Start |
将来の核融合炉の高性能化のため、磁場閉じ込めプラズマ中の乱流輸送の物理機構解明が求められている。乱流は帯状流などのより大きなスケールの流れや構造と共存・相互作用することが知られており、離れた位置の乱流が巨視的構造を通して長距離相関することも示唆されている。さらに、 トーラス型の磁場に閉じ込められたプラズマでは空間非対称性な乱流構造が発現することが指摘されている。本研究ではトカマク装置PLATOにてプラズマ断面各点で乱流輸送を計測できる複合プローブアレイを作製し、トモグラフィ計測と連携することでトカマクプラズマにおける乱流輸送の長距離相関と空間非対称性の実態を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度においてもPLATO装置では乱流計測には至らなかったが、トカマクプラズマ形成のための立ち上げ実験が進展し、最大でプラズマ電流20kAの放電が達成された。 また、乱流揺動計測に向けた磁気プローブやトモグラフィシステムの準備を進めた。
一方で、PLATOでの実験と並行して直線装置PANTAのトモグラフィシステムを利用し、観測した揺動パターンの時間変化から速度場を推定する手法の開発を昨年度に引き続き進めた。フーリエ・矩形関数展開を利用した1次元での周方向速度場推定法では新たに計測ノイズに起因する推定誤差の評価法を確立した。実際のトモグラフィデータに応用したところ、周方向速度のコヒーレントなゆらぎを検出し、特定の揺動によって周方向速度が変調されていることを示唆する結果が得られた。さらに、本手法を径方向速度も含めた2次元での推定に拡張した。2次元での推定ではフーリエ・ベッセル関数を母関数として速度場を展開することで連続した流れ場を推定する手法を提案した。実データへ応用し， プラズマ断面各点で時間平均した速度場を求めたところ、周方向に空間非対称性が存在していることが新たに示唆された。これらの開発した手法と応用結果については学術誌にて発表した。本手法はPLATOでのトモグラフィ計測にも応用可能なものであり、乱流と共存する巨視的な流れ場を抽出することでクロススケール結合や長距離相関の理解にも有用である。
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