2001 Fiscal Year Annual Research Report
非軸対称トーラスプラズマにおける三次元MHD平衡・安定性と高エネルギー粒子
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12680490
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
中村 祐司 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (20198245)
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| Keywords | ヘリカル系プラズマ / トカマク / MHD / TAEモード / バルーニングモード / 運動論的効果 / トロイダルリップル / 粒子軌道 |
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| Research Abstract |
本研究では、ヘリカル系プラズマやトロイダルリップルを持つトカマクプラズマなどの非軸対称トーラスプラズマにおける三次元MHD平衡・安定性と高エネルギー粒子との相互作用について理論・数値的に解析し、新しい知見を得ることを目的としている。
本年度の研究実績の概要は以下の通りである。
1.LHD装置のアルヴェン連続固有スペクトルギャップ内に存在する離散固有モードをステラレータ近似に基づくグローバルコードで調べ、TAEモードのモード構造や周波数が有限ベータによる回転変換分布の変化によって大きく変化することを明らかにした。現在、得られたTAEモードに対する高エネルギー粒子の影響を摂動論的に調べている。
2.ヘリカル系プラズマのバルーニングモードに対する運動論的効果を調べる前段階として、ヘリオトロンJプラズマの理想バルーニングモードに関する詳細な解析を行い、これがトカマクにおけるバルーニングモードと異なる性質を持つことを示した。
3.トロイダルコイルの離散性を矛盾なく考慮したトカマクプラズマの自由境界三次元MHD平衡を得た。これを用いて高エネルギー粒子の軌道計算を行い、リップル損失の有限ベータ依存性を明らかにした。粒子軌道はシャフラノフシフトの影響を受けるだけでなく、有限ベータによりリップル井戸構造が変化するため、プラズマ表面近傍ではリップル損失は減少するが、中心領域では逆にストカスティック・リップル損失が増える。
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