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2011 Fiscal Year Annual Research Report

トーラスプラズマにおけるアルヴェン固有モード空間構造の高速イオン損失に与える影響

Research Project

Project/Area Number 10J07912
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

小川 国大  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

Keywords大型ヘリカル装置 / 高速イオン / MHD不安定性 / アルヴェン固有モード / 核融合プラズマ / 損失過程
Research Abstract

本研究においては、核融合科学研究所の大型ヘリカルプラズマに入射される高速イオンによって励起されるアルヴェン固有モードAEの空間構造の差異による高速イオン損失に与える影響の解明研究を推進した。
プラズマ中心の外側への移動に起因しAEの空間構造が広くなり、それに従って観測された高速イオンの損失過程が対流的から拡散的、並びに統計軌道的になる事を明らかにした。この現象をより深く理解するため、数値シミュレーションによるAEに起因する高速イオン損失の再現を試みた。AEの存在する条件下での高速イオン軌道を追跡するために、プラズマ中の高速イオン軌道計算を使用した。また、プラズマ外に設置してある損失高速イオンプローブによる高速イオン検出を模擬するために、プラズマ外の高速イオン軌道計算を使用した。両者を接続することによって、AEに起因する損失高速イオン検出のシミュレーションを行った。実験で観測されたようなAEの周波数掃引を考慮する事によって、AE揺動強度の上昇によって検出器に到来する損失高速イオン束が上昇する結果が得られた。それらの高速イオンのエネルギー及びピッチ角(磁場ベクトルと速度ベクトルのなす角)は実験で得られたものと一致した。さらには、プラズマ中心の異なる状態について数値シミュレーションを行う事によって、プラズマ中心の外側への移動に伴う損失過程の変化を再現した。数値シミュレーションを行う事によって、プラズマ中心の外側の移動に伴うこの損失過程の変化は、AEの空間構造の拡大によってプラズマ外に損失する高速イオンのエネルギー及びピッチ角領域が拡大している事に起因する事を明らかにした。

  • Research Products

    (6 results)

All 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Beam Ion Losses Caused by Magnetic Field Ripples in Various Plasma Parameter Ranges in the Large Helical Device2012

    • Author(s)
      K.Ogawa
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research

      Volume: 7 Pages: 2402014-1-2402014-4

    • DOI

      10.1585/pfr.7.2402014

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic Configuration Effects on Fast Ion Losses Induced by Fast Ion Driven Toroidal Alfven Eigenmodes in the Large Helical Device2012

    • Author(s)
      K.Ogawa
    • Journal Title

      Plasma Science and Technology

      Volume: (印刷中)(in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic Configuration Effects on TAE Induced Losses and Comparison with Orbit Following Model in LHD2011

    • Author(s)
      K.Ogawa
    • Journal Title

      Proceedings of The 12th IAEA Technical Meeting on Energetic Particles in Magnetic Confinement Systems

  • [Presentation] Beam-ion losses due to magnetic field ripple under various plasma parameter ranges on the Large Helical Device2011

    • Author(s)
      K.Ogawa
    • Organizer
      21st International Toki conference
    • Place of Presentation
      Toki (Japan)
    • Year and Date
      20111128-20111201
  • [Presentation] Observation of TAE Induced Convective/Diffusive Losses and Comparison with Orbit Following Model in LHD2011

    • Author(s)
      K.Ogawa
    • Organizer
      Plasma conference 2011
    • Place of Presentation
      Ishikawa (Japan)
    • Year and Date
      20111122-20111125
  • [Presentation] Magnetic Configuration Effects on TAE Induced Losses and Comparison with Orbit Following Model in LHD2011

    • Author(s)
      K.Ogawa
    • Organizer
      The 12th IAEA Technical Meeting on Energetic Particles in Magnetic Confinement Systems
    • Place of Presentation
      Austin, Texas (USA)(招待講演)
    • Year and Date
      20110907-20110910

URL: 

Published: 2013-06-26  

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