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

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480115
• 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) ; 渡辺 清政 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (00249963)
• Keywords: ペレット入射 / 溶発 / コンパクトトーラス / 磁場勾配 / 燃料供給 / ドリフト

Research Abstract

平成13年度の主たる実績は以下の2点にまとめられる。(1)大型ヘリカル装置で生成された高温プラズマに対して、異なった磁場勾配を持つ位置からのペレット入射実験のデータを集積し、解析を進めた。(2)コンパクトトーラス入射実験においては2段加速に成功し、磁場勾配の影響を調べるためにコンパクトトーラスの短小化を図ったこと。(1)については平成12年度までの実験では射出位置とプラズマ間の距離が大きく、射出時の発散によって溶発場所の再現性・信頼性を確保することが難しかったため、射出出口をプラズマ近傍まで持っていく改良を行った。これにより、溶発場所とそこでの磁場勾配への影響をより明確に調べることができるようになった。今年度の研究で分かったことは、局所的に磁場勾配が上昇、下降しているにもかかわらず、溶発した高密度プラズモイドが閉じ込め領域の外へ100マイクロ秒の時間スケールで移動することが分かった。また、この移動は単純な径方向ではなく、磁力線に沿った運動を伴うことが高速カメラで捕らえられた。さらにこの磁力線方向の運動は加熱のための中性粒子ビームの方向によって変化する。特に、局所的な磁場勾配ではなく、磁力線に沿った運動による磁場勾配の平均化が作用していることはトカマク実験では得られていない知見である。(2)ガスパフ及び生成・加速電源のトリガータイミングの制御により、生成・加速されるCTの性能は大きく変化すが、ガスパフパルス幅による密度制御及び加速電源充電電圧によるCT速度の制御が可能であることが示すことができた。今年度には加速電極の長尺化も実施され、その結果CTの加速挙動がより詳細にわかるようになるとともに、CT性能の向上も図ることが出来た。以上の成果は4本の学術論文に発表された。

Research Products

• [Publications] H.Yamada: "Configuration Flexibility and Extended Regimes in Large Helical Device"Plasma Physics and Controlled Fusion. Vol.43, No.12. 55-71 (2001)
• [Publications] 山田 弘司: "小特集「磁場閉じ込め装置での粒子補給システムの現状と課題」"プラズマ・核融合学会誌. 77巻・3号. 222-223 (2001)
• [Publications] 坂本 隆一: "ペレット入射"プラズマ・核融合学会誌. 77巻・3号. 231-236 (2001)
• [Publications] 宮澤 順一: "コンパクトトーラス(CT)入射"プラズマ・核融合学会誌. 77巻・3号. 246-251 (2001)