1992 Fiscal Year Annual Research Report
高ベータ閉じ込めミラー磁場中FRCプラズマの高エネルギー粒子効果
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03402050
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
後藤 誠一 大阪大学, 工学部, 教授 (90029140)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大久保 衛 大阪大学, 工学部, 助手 (50243168)
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)
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| Keywords | D^3He核融合 / FRCプラズマ / 自発トロイダル磁場 / 高エネルギーイオン / 高ベータ |
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| 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%以上のベータ値を示すことと、周辺部の磁場構成が直接エネルギー変換に適合しているからである。この高ベータ特性により、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、高エネルギー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ー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ッ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ードの開発。
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起源を明らかにした。またマルチポジション分光計により、加速が10μs以内に終了することを示した。(2)については、多数の光伝送リンク付ラングミュアプローブシステムを開発し、周辺プラズマの厚みがイオンのラーマー半径程度であることを見出した。また、端部においてE_⊥エネルギー分析を行い損失流の特性を明らかにしつつある。(3)については、プラズマに内部設置して使用可能なイオンエネルギー分析法の新しい方法を提案し、試作開発を行い、現在これを用いて測定を行いつつある。
以上の研究には、膨大なデータの取り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、既存のパソコン等との間にイーサネットを介し、LANの一部を完成した。
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[Publications] A.Shiokawa: "Dynamic Property of Spontaneous Toroidal Field in FRC Plasmas" Physics of Fluids. B5. NO.2 (1993)
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[Publications] A.Shiokawa: "Origin of Spontaneous Toroidal Field in Field in Reversed Configuration plasma" Jounal of Pgysics and Fusion Reserch. 69. NO.3 (1993)
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[Publications] Y.Ito: "Ion Temperature and Rotaitional Velocity of Field Reversed Configuration plasmas by Fast Neutral Emissioms" Technology Reports of the Osaka University. 42. 215-224 (1992)
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[Publications] S.sugimoto: "Spectroscopic plasma tomography with multiple photocollector arrays" Review of Scientific Instruments. 62. 2138-2141 (1991)
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[Publications] A.Shiokawa: "Spontaneous appearance of toroidal field in field reversed configuration plama" Japanese Journal of Applied Physics. 30. L1142-L1144 (1991)
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[Publications] T.Ishimura: "Suppression of the n=2 rotational instability in an FRC of finite length" Proceedings of the12th US-Japan Wirkshop on Compact Totoids(Tokyo,1991). 34-37 (1991)
