2012 Fiscal Year Annual Research Report
超音速クラスタービームを用いた高温プラズマ中における密度揺動励起に関する研究
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11J01219
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
村上 昭義 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 特別研究員(PD)
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| Keywords | 燃料供給手法 / 超音速ガス流 / ラバールノズル / クラスター |
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| Research Abstract |
本研究では、核融合プラズマへの新たな燃料供給手法である超音速ガスパフ1超音速クラスタービーム入射法の特性を高温プラズマに適用し評価を行い、この手法の利点を生かしてプラズマ中に密度揺動を外部励起することで、その揺動が乱流へ及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
超音速ガスパフとは、高圧の燃料水素ガスを、ラバールノズルを介して噴出することで、収束した超音速ガス流をプラズマへ供給するものである。前年度実験では、超音速ガスパフの特長を活かした高繰り返し入射実験を行い、プラズマ周辺部に密度変調をかけること密度揺動を外部励起することを試みる実験を行った。将来の核融合炉を見据えた場合、高温プラズマからダイバータ部へのパルス的な熱負荷を軽減することが、重要課題の1つであり、この制御法の確立が急がれている。超音速ガスパフの密度変調によって、このパルス的熱負荷を大きく減少させる現象を発見した。今年度の実験では、このパルス的熱負荷を減少させる要因の1つとして、プラズマ周辺部密度を変化させることであるかを検証するための実験を行った。実験では、このパルス的熱負荷が発現しているプラズマにおいて周辺部密度を超音速ガスパフの1パルス入射によって微小変化させることで、パルス的熱負荷を軽減させる実験結果を得た。これにより、パルス的熱負荷を軽減させる上で、プラズマ周辺部密度を制御することが重要であることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
超音速ガスパフの高繰り返し入射によって、高温プラズマからダイバータ部へのパルス的な熱負荷を軽減する実験結果とその検証実験を行った。この成果は、将来の核融合炉で求められる周辺プラズマ制御の手法としての適用可能性を示唆している。超音速ガスパフを用いたプラズマの制御手法の確立につながる成果であることから、本研究は、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
高温プラズマからダイバータ部へのパルス的な熱負荷を、プラズマ周辺部密度を微小変化させることで軽減させる実験結果を得たことから、今後は、パルス的熱負荷と周辺部密度の関連をより詳細に明らかにする研究を行う。これにより、超音速ガスパフを用いた周辺プラズマ制御手法の確立につなげる。
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