2004 Fiscal Year Annual Research Report
高閉じ込めトカマクプラズマにおける電流ホールの自己形成に関する研究
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15340203
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
小関 隆久 特殊法人日本原子力研究所, 炉心プラズマ研究部, 主任研究員 (50354577)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 隆明 特殊法人日本原子力研究所, 炉心プラズマ研究部, 主任研究員 (70354602)
滝塚 知則 特殊法人日本原子力研究所, 炉心プラズマ研究部, 副主任研究員 (40354576)
津田 孝 特殊法人日本原子力研究所, 炉心プラズマ研究部, 主任研究員 (10354581)
中村 幸治 特殊法人日本原子力研究所, 炉心プラズマ研究部, 主任研究員 (80354570)
林 伸彦 特殊法人日本原子力研究所, 炉心プラズマ研究部, 研究員 (10354573)
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| Keywords | 電流ホール / トカマク / プラズマ / 自己形成 / 熱・粒子輸送 / 磁気流体安定性 / シミュレーション |
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| Research Abstract |
JT-60など大型トカマクプラズマで観測された電流ホールの自己形成に関する機構を解明することを目的とし、本年度は以下の様な研究を行った。1)輸送および電流駆動物理モデルの構築、輸送シミュレーションコードの改良・開発:電流ホールプラズマ平衡モデルおよび内部輸送障壁モデルに基づき、JT-60の実形状プラズマでのプラズマ立ち上げ時に形成される電流ホールプラズマの輸送シミュレーションを行い、負磁気シア領域で新古典輸送レベルまで異常輸送が減少すれば、実験を良く再現する電流ホールが形成されることを明らかにした。このとき、内部輸送障壁幅は実験で得られたイオンのポロイダル・ラーマ半径に比例することを確認した。さらに、外部駆動電流により定常維持できる可能性を示した。2)プラズマ流による電流ホール物理モデルの構築:磁気流体シミュレーションにより、プラズマ中心付近で負のトロイダル電流が流れると、m/n=1/0モードの双対渦構造が成長し、電流の中心部への浸透を阻止する準定常状態が形成され、プラズマ中心付近の電流密度がほぼ零に維持されることを明らかにした。また、励起される渦運動の強さの駆動源である負電流、プラズマ抵抗率、粘性に対する依存を明らかにした。3)電流ホールプラズマの磁気流体安定性特性の解明:電流ホールの特徴である強い負磁気シアを持つプラズマのディスラプションを、磁気流体シミュレーションにより行ない、凹状の電流分布が平坦化するプロセスが加わり、電流消滅時間が凸状のプラズマと比較して短くなることを明らかにした。4)計測データの可視化システムの整備:電流ホールプラズマのシミュレーションにおける動的挙動を理解するため、AVSを用いたシミュレーション結果の可視化システムを開発した。
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