2002 Fiscal Year Annual Research Report
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
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11480115
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮沢 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, 助教授 (00249963)
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| Keywords | トロイダルプラズマ / ペレット溶発 / コンパクトトーラス / 磁場勾配 / ドリフト / 磁場リップル / 密度再分配 |
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| Research Abstract |
本課題は平成14年度で終了である。トロイダル磁場中に閉じ込められた高温プラズマへの直接燃料供給に用いられるペレット入射およびコンパクトトーラス(CT)入射の方法について発生した高βプラズモイドがどのように閉じ込めプラズマ中で散逸していくかを磁場構造との関連において調べることを目的とした。手法として、まず、トカマクプラズマよりも複雑かっ広汎な磁場構造の変化を可能とする大型ヘリカル装置(LHD)で発生するプラズマに対してペレット入射を行い、その溶発と密度再分配の機構を調べた。LHDではトロイダルリップルとヘリカルリップルの重畳による磁場と入射位置(トーラス内外、上、そしてヘリカルコイル直下)の関係を組み合わせ、どの程度の磁場勾配のスケール長が影響を及ぼし、トカマクプラズマで適切なモデルとされるExBドリフトモデルがこのような複雑な磁場においても普遍性を持ちえるのかに注目した。結果として、1mのオーダーで磁力線に沿って変化する磁場勾配がプラズモイド散逸の方向を支配しており、ExBドリフトによって説明が可能であることが分かった。CT入射についてはこの4年間に入射装置単独のテストスタンドで磁場勾配の影響を調べるための準備として加速電極形状および燃料ガス供給形状を工夫することにより、真空中を4m程度の距離まで飛ばすことに成功した。磁場勾配の影響についての実験遂行はできなかったが、磁気モーメント保存の条件でのLHD磁場中での軌道計算を行い、入射位置と期待される影響について考察した。これらは、ごく近い将来実際に試される予定である。本課題は物理機構の解明を主題としたが、関連して、固体水素ペレットの速度調節や曲がったガイドチューブ中での搬送など工学技術的な成果も合わせて得られたことを付記する。実績の詳細は別途、報告書にまとめる。
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[Publications] R.Sakamoto, H.Yamada, K.Tanaka et al.: "Ablation and Subsequent Density Redistribution of Fueling Pellets Injected into LHD Plasmas"Proceeding of the 29th European Conference on Plasma Physics and Controlled Fusion and Plasma Physics (Montreux, 2002), European Physical Society. Vol.26B. P-1.074 1-P-1.074 4 (2002)
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[Publications] J.Miyazawa, N.Fukumoto, H.Yamada et al.: "Two-Stage Acceleration Experiment on a Compact Toroid Injector for Large Helical Device"Journal of Plasma and Fusion Research. SERIES5(発表予定). (2003)
