2002 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する。
本年度の研究実績の概要は以下の通りである。
1.リップルトカマクの解析では、コイル磁場計算コードKMAGと三次元MHD平衡解析コードVMECを用いて、トロイダルコイルの離散性を考慮した自由境界平衡を求め、磁場リップルの有限ベータ依存性を調べるとともに、それが高エネルギー粒子のリップル損失に及ぼす影響を明らかにした。今年度はとくに負磁気シア・トカマク配位に対する解析を行い、中心領域の安全係数が大きいことがリップルへの有限ベータ効果を大きくすることを示した。
2.近年問題となっているヘリカル系に特有のバルーニングモードに対して、WKB近似による局所解析と三次元MHD安定性解析コードCAS3Dによる大域的解析の詳細な比較検討を行い、近似の妥当性に問題が指摘されていた局所解析の有用性を始めて示した。この結果を踏まえて、このバルーニングモードに運動論的効果がどのように影響するかを評価するため、運動論的バルーニングモード方程式を用いた局所解析を行い、有限ラーマ半径効果が短波長モードを強く安定化すること、圧縮性効果が長波長モードの安定化に有効であることを示した。
3.運動論的効果を粒子の観点から評価することを最終的な目標として、モンテカルロコードの開発を始めた。まず最初のステップとしてヘリカル系装置ヘリオトロンJにおける新古典輸送を調べている。現段階では、定量的議論は難しいが、以前の解析で示された磁場のバンピー成分と径電場による新古典輸送の抑制をモンテカルロコードで確認した。
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