2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study on the heat transport in magnetically confined plasmas by simultaneous measurement of micro-scale turbulence and macro-scale fluctuation
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15K06653
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
井戸 毅 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (50332185)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 昭博 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (00390633)
谷池 晃 神戸大学, 海事科学研究科, 准教授 (50283916)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 重イオン検出器 / 重イオンビームプローブ / 高速イオン励起不安定性 / GAM / 波動・粒子相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に30keVビームを用いて最適化した検出器の性能試験を、1～5MeVの高エネルギービームを用いて行った。この結果、2次電子放出による信号強度の増大は、ターゲットを変えたことによる阻止能の増加に基づく予想を下回り、2割程度にとどまった。この結果は、阻止能の増加に対して、電子的阻止能増加より核的阻止能増加の寄与が大きかったため、阻止能の増加ほど2次電子放出係数が増加しなかったためと考えられる。本研究ではメッシュで2次電子に変換し、メッシュを通過させることにより検出する方式を採用したため、最終的な増倍率がメッシュの通過率(30%)によって制限された。2次電子を後方に引き出せば少なくとも3倍の増倍率の向上が見込めることを示しており、今後の検出器開発につながる結果である。
磁場閉じ込めプラズマ実験においては、特に大域的揺らぎの一つである高速イオン励起帯状流(EGAM)が微視的乱流に及ぼす影響、及びイオンの熱輸送に及ぼす影響を調べた。前者に関する実験の結果、EGAMに伴う電位が正（負）になった時乱流強度が減少（増加）することが分かった。この関係は、電場による乱流捕捉の理論予想と一致しており、理論の検証につながると期待できる。後者に関しては、LHDの実験において、EGAM発生時にバルクイオンへのエネルギー注入現象が観測されている。通常EGAMの位相速度とバルクイオンの熱速度は大きく異なっているため相互作用は小さく、実験観測を説明できない。この理論的には、EGAMの空間不均一性による位相速度の低下により相互作用が増大する可能性が示されている。実験の結果、EGAMに伴う密度揺動のトーラス上下非対称性が観測され、理論予測と定性的に一致た。本研究期間内では1次元計測しか行えなかったため、完全に理論モデルを検証できていないが、今後2次元分布計測により、物理機構の解明につながると考えられる。
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