2015 Fiscal Year Research-status Report
３次元擾乱磁場が高速イオン閉じ込めに与える影響の研究
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15K06655
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
篠原 孝司 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門 那珂核融合研究所, 研究主幹 (50354600)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 擾乱磁場 / KSTAR / OFMCコード / 損失高速イオン計測(FILD) |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度は、ELM緩和用の擾乱磁場構造の理解と擾乱磁場中での高速イオンの振舞いの理解を目的として、韓国のKSTARでの実験の解析を行った。解析は、新古典理論にもとづき高速イオンの輸送を評価できるOFMCコードにて実施した。実施にあたり、擾乱磁場の準備、高速イオンの損失を計測する損失高速イオン計測(FILD)の適切な模擬や高速イオンのプラズマ壁への熱負荷の正確の評価のためにFILDやプラズマ壁の正確なモデルの準備を行った。ELM緩和用コイルで印加した磁場にプラズマが応答して磁場構造が変わることが予想されるが、その高速イオンへの影響を調べ、その影響の計測を通して、磁場構造を理解したいと考えている。今回、ELM緩和用の擾乱磁場無し、プラズマ応答を考えない真空磁場近似、プラズマ応答をHINT2コードにて評価した磁場にて、高速イオンの振舞いを調べた。結果、KSTARは比較的プラズマ電流が低いため、高速イオンの軌道幅が大きく、プラズマ中心部に生成された高速イオンであっても外側の磁場擾乱の影響をうけやすいことがわかった。そして、磁場擾乱と共鳴的に相互作用し、短時間にプラズマ外に吐き出されることがわかった。吐き出される粒子の分布は磁場構造に依存していることもわかった。これを赤外カメラやFILDで検出できれば、磁場構造の差異を観測できると考えられる。これらの成果を2つの国際会議にて発表した。加えて、KSTARのFILDのピッチ角 (高速イオンの磁力線に対する角度)とエネルギーの２次元の速度空間情報計測の時間分解能向上のため、高速カメラを導入し、仮設置を実施した。結果、高速イオン励起の不安定性の実験において、２次元の速度空間上で不安定性の時間発展に対応した高速イオン輸送の変化を示唆するデータが取得できた。
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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
韓国のKSTAR装置での実験の解析を実施するのに必要な準備を進めることができ、さらに、解析を開始することができた。また、KSTARの損失高速イオン計測のピッチ角 (高速イオンの磁力線に対する角度)とエネルギーの２次元の速度空間情報計測の時間分解能向上のため、高速カメラの仮設置により、データを収集できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の解析で明らかになった研究課題について解析を深める。特にKSTARは比較的プラズマ電流が低いため、高速イオンの軌道幅が大きく、プラズマ中心部に生成された高速イオンであっても外側の磁場擾乱の影響をうけやすいことがわかったが、KSTARは磁場も比較的低いため、低い磁場の影響が解析手法に影響を与えることも考えられる。低い磁場の影響の有無を調査する。また、KSTARの損失高速イオン計測の解析手法についても考察を進める。加えて、高速カメラの本設置により、短時間に変化する物理現象による高速イオン損失の速度空間情報取得が可能となるように進める。
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| Causes of Carryover |
韓国のKSTAR装置での実験データの解析を実施したところ、解析すべき多くの研究課題があることが明らかになった。そこで、KSTAR装置での研究に専念することとした。そのため、ドイツのASDEX-U装置への出張を見送った。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
韓国のKSTAR装置での実験データの解析を進めるため、および、研究成果を国際会議等で発表するための旅費として使用するが、研究の進捗状況によっては、ドイツのASDEX-U装置での実験データの解析を行うため情報収集を実施するための出張旅費として使用する。
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