1999 Fiscal Year Annual Research Report
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11694108
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
松岡 啓介 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (70023736)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
須藤 滋 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (50142302)
久保 伸 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (80170025)
岡村 昇一 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (60115540)
山崎 耕造 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (50115648)
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| Keywords | ヘリカルプラズマ / 準軸対称 / 非円形度 / 高イオン温度モード / オムニジナス / 高電子温度モード / ポテンシャル分岐 / HIBP |
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| Research Abstract |
当研究所のLHDの実験により従来にない高いパラメータが達成され、ヘリカルプラズマの研究は新しい段階に入った。改善閉じ込めを目指した研究は不断に継続される必要があり、LHDに代表されるヘリオトロン配位以外のヘリカル磁場配位の開発も急務である。
この観点から以下の4点において研究実績を述べる。1)CHSの後継装置としての準軸対称ヘリカル磁場配位の物理・工学検討が進んだ。具体的には、平均β値4%までMHD安定な、且つ高エネルギーイオンの閉じ込め性能のよい配位が得られた。高性能化につれて磁気面の形は縦長の非円形度が強くなる傾向がある。2)ヘリオトロン/トルサトロン型のCHSにおいて得られた高イオン温度モードのイオンについて新古典論の観点から実効ヘリカルリップルを用いてエネルギー輸送係数を評価した。結果は実験値に近い値である。また、その計算手法をCHSの磁気軸内寄せによって得られる準オムニジナス配位(リップルの底が揃った配位)に適用し輸送係数を評価した。その結果、1.5keV程度のイオン温度が得られることが示された。従来の高イオン温度モードの最高イオン温度はlkeVであるのでかなりの改善が示された。3)一方、ポテンシャルの分岐現象に伴い、電子のエネルギー閉じ込めに改善が見られ、高電子温度プラズマが得られている。このような内部輸送障壁の形成は、クルチャトフ研究所のT-10トカマクでも観測されている。電場のシアが形成される位置で輸送障壁が形成される点は共通していることがわかった。4)縦長非円形度を強くすると平衡β値が上昇することについての定性的な解釈が与えられた。MHD安定βの上昇とは直接関係はないが、高性能化における非円形度の役割を示すものである。また、ヘリカルプラズマの電流分布、圧力分布測定に果たす磁気測定の適用限界(これらの分布は側定出来ないこと)が明確に示された。
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[Publications] K. Matsuoka et al.: "Overview of CHS Experiments"Plasma Physics and Controlled Fusion. 42. (2000)
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[Publications] S. Okamura et al.: "Physics and Engineering Design of a Quasi-axisymmetric Stellarator CHS-qa"Plasma Physics and Controlled Fusion. 42. (2000)
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[Publications] S. Okamura et al.: "Low-aspect-ratio Quasi-axisymmetric Stellarator CHS-qa"Journal of Plasma and Fusion Research. 3. (2000)
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[Publications] O. S. Parlichenko et al.: "Ion Thermal Diffusivity in High Ion Temperature Mode in CHS"Plasma Physics and Controlled Fusion. 42. (2000)
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[Publications] V. D. Pustovitov: "Plasma Shape Control and Equilibrium Beta Limit in Conventional Stellarators"Journal of Plasma and Fusion Research. 3. (2000)
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[Publications] V. D. Pustovitov: "Megnetic diagnostics ; general principles and the problem of reconstruction of plasma current and prescure profiles"Nuclear Fusion. 40. (2000)
