サイズ連続可変ペレット入射法の開発とプラズマへの入射研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05452397
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 佐藤 浩之助 核融合科学研究所, 教授 (80023737)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小越 澄雄 東京理科大学, 理工学部, 助教授 (60134459) ; 安藤 晃 核融合科学研究所, 助手 (90182998) ; 金子 博 核融合科学研究所, 助教授 (80127068) ; 梁 栄慶 核融合研究所, 助手 (90249970)
• Keywords: ペレット入射 / サイズ可変入射 / トーラスプラズマ

Research Abstract

近年、プラズマへのアイスペレット入射の研究は、分布制御や閉じ込め改善などの観点から広く進められてきているが、摂動的入射法によるプラズマの応答特性に関する詳細な研究や閉じ込め機構の解明、さらに輸送係数道出の試みなどは、世界的にもいまだ盛んには行われてきていない。その理由の一つは、ペレット入射法の制御性の困難さ、すなわち、ペレットのサイズ・入射角などを精度良くまた再現性良く制御する技術の実現が困難なことによる。本研究は、これまでの技術の蓄積を生かして連続的サイズ可変のペレット入射法を開発し、閉じ込め特性や機構の解明のための基礎的研究を精度良く行うことを目的として開始された。
核融合科学研究所では、長時間にわたり射出再現性の良いペレット入射装置を開発してきたが、この装置の心臓部には、製氷と射出(加速開始)の位置を分離するための製氷ディスクが存在する。円筒状ペレットの長さ方向の連続的可変性を実現する方法として、この製氷ディスク内の製氷室の長さ方向を自由に制限・制御する「リミットロッド制御方式」を新しく考案し、製氷装置を設計・制作した。そして、これをペレット入射装置に組み込み、またペレットサイズ計測法として高速度カメラシステム(ExposureTime=100ns)を構成して製氷・射出実験を行った結果、以下のようなデータが得られた。すなわち、設定ペレット長に対する射出後の(飛行中の)ペレットサイズの依存性は、ペレットサイズが1.5から3mmの範囲では比較的直線性が良いが、1〜1.5mmの範囲ではバラツキが大きくまた平均して設定長より長い傾向にある。これは、製氷時にリミットロッドを引き抜く際、ペレットとロッドの間に何らかの吸引力が働き、制限された長さ以上のペレットが作られる結果ではないかと考えられる。
これらの結果と考察をもとに、現在製氷部の形状を改造中であり、新年度の早い位段階に改造後のテストを行い、広い範囲にわたる連続的サイズ可変性を確立したいと考える。