高ベ-タ閉じ込めミラ-磁場中FRCプラズマの高エネルギ-粒子効果

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03402050
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 後藤 誠一 大阪大学, 工学部, 教授 (90029140)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上田 良夫 大阪大学, 工学部, 助手 (30193816) ; 杉本 敏司 大阪大学, 工学部, 助手 (70187665) ; 岡田 成文 大阪大学, 工学部, 助教授 (40135661) ; 大井 正一 大阪大学, 工学部, 助教授 (50029154) ; 石村 勉 大阪大学, 工学部, 教授 (50028932)
• Keywords: D^3核融合 / FRCプラズマ / 自発トロイダル磁場 / 高エネルギ-イオン / 高ベ-タ

Research Abstract

D^3He核融合を実現するための最も有力な閉じ込めの配位がFRCであり、その所以は、50%以上のベ-タ値を示すことと、周辺部の磁場構成が直接エネルギ-変換に適合しているからである。この高ベ-タ特性により、FRCプラズマ中のイオンは極度に運動論的挙動を示し、安定性や輸送にこれまでとは異なる性質を与える。また、高エネルギ-テイル部や外部から入射した粒子は、セパラトリックス内外を運動し、閉じ込め特性に未知の影響を与えていることが予想される。
このような観点に立ち、我々が独自に開発したFRCプラズマの移送技術に依拠した新しい実験装置FIXを建設し、これを用いて、次の研究を行っている。(1)移送技術によりミラ-磁場中に保持した大口径(長さ〜3m、直径〜0.4m)のFRCプラズマの内部磁気構造と大域的構造を明らかにする。(2)FRC研究では、今まで対象とされていなかったセパラトリクス外のプラズマ挙動を調べる。(3)イオンの運動を周辺プラズマ中で集団として検知しうる新しい測定器の開発並びに粒子軌道運動コ-ドの開発。
本年度は、(1)については、移送に伴う自発トロイダル磁場の存在を明らかにし、またマルチポジション分光計測系を開発しつつある。さらに、ビ-ムプロ-グ法による磁場構造分析の実験準備を行いつつある。(2)については、多数の光伝送リンク付ラングミュアプロ-ブシステムを開発中であり、予備的成果によれば、コアプラズマと周辺部との相関が見い出されている。(3)については、端部でのイオンエネルギ-分析法の新しい座標を提案し、実現の見通しを得ている。
以上の研究には、膨大なデ-タの取扱いを必要とされるため、設備備品はそのための計算システム等の購入に資した。

Research Products

• [Publications] S.Sugimoto: "Spectroscopic plasma tomography with multiple photoーcollector arrays" Review of Scientific Instruments. 62. 2138-2141 (1991)
• [Publications] A.Shiokawa: "Spontaneous appearance of toroidal field in field reversed configuration plasma" Japanese Journal of Applied Physics. 30. L1142-L1144 (1991)
• [Publications] A.Shiokawa: "Experimental position and shape determination of translated FRC plasma by magnetic probe measurement" Technology Reports of the Osaka University. 41. 235-242 (1991)
• [Publications] T.Ishimura: "Suppression of the n=2 rotational instability in an FRC of finite length" Proceedings of the 12th USーJapan Workshop on Compact Toroids(Tokyo,1991). 34-37 (1991)
• [Publications] S.Okada: "Preliminary studies on the confinement properties of the FIX FRC plasma" Proceedings of the 12th USーJapan Workshop on Compact Toroids(Tokyo,1991). 42-45 (1991)
• [Publications] S.Okada: "Fieldーreversed configuration(FRC)plasma for neutral beam injection" IAEA International Conference on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Fusion Research(1992).