高温プラズマ中の高βプラズモイド散逸への非一様磁場の影響

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480115
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 山田 弘司 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (20200735)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮澤 順一 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (50300728) ; 坂本 隆一 核融合科学研究所, 助手 (10290917) ; 中島 徳嘉 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (30172315) ; 田中 謙治 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (50260047) ; 渡邊 清政 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (00249963)
• Keywords: ペレット入射 / コンパクトトーラス / 高βプラズマ / 溶発 / ドリフト / 核融合プラズマ / LHD

Research Abstract

本課題は追加採択であったため研究計画開始は本来の半年遅れとなった。そこで次年度以降の研究に必要な実験環境の整備を中心に行った。平行して現有の実験設備で可能な範囲で行った予備実験の結果を元に来年度の研究遂行に必要な項目の検討を進めた。核融合科学研究所に現有の大型ヘリカル装置と燃料供給用ペレット入射装置を利用した実験が中心となる。入射されたペレットは溶発し低温高密度のプラズモイドとなるが、そのダイナミクスを観測するために高速度カメラを購入し、必要な画像処理を行うための機能を付加した。Hα光測定と組み合わせてプラズモイド散逸を調べるために必要不可欠な3次元の情報が得られる計画である。また、入射ペレットのタイミングや速度を充分な精度で測定するためのレーザー設備を整備した。これらの計測装置は別途整備を行っているコンパクトトーラス試験装置における計測にも利用できる。磁場勾配の影響を調べるためには正および負の磁場勾配ヘペレツトを入射し、プラズモイドを発生させる必要があるが、現状は正の場合のみが可能であるため、負の場合の実験が行えるよう新たにガイド管を設置した。今年度行った正の磁場勾配がある場合の実験からは入射粒子の最大50%程度が100マイクロ秒以下の時間スケールで喪失していることが分かった。ペレット入射位置から離れた場所でも入射直後からHα光の増大が見られ、密度再分配と同時に粒子損失が起こっている。また溶発過程中に見られるプラズモイドからの発光と密度上昇はバースト的な摂動を伴い、高密度のプラズモイドの動力学が作用していることが示唆されている。これらの知見を来年度の負の磁場勾配の場合と比較し、理解を深めたい。また、コンパクトトーラス射出搬送装置も稼動し始めるので、搬送部に磁場を加えた場合のコンパクトトーラスの挙動を合わせて調べ、相補的な研究として関連づけたい。