2004 Fiscal Year Annual Research Report
アルヴェン固有モード・センシングシステムによるアルファ粒子損失機構の研究
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16082209
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
東井 和夫 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (20093057)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大舘 暁 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (00270489)
榊原 悟 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (90280594)
武智 学 日本原子力研究所, 那珂研究所・炉心プラズマ研究部, 研究員 (40370423)
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| Keywords | 高速イオン / アルヴェン固有モード / 損失イオンプローブ / 摂動高周波磁場 / ラーマ半径 / ピッチ角 / 磁気プローブ / 荷電交換中性粒子束 |
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| Research Abstract |
CHS、LHD及びJT-60Uにおいて高周波磁場摂動印加と高速イオン生成によってアルヴェン固有モード(AE)を励起し、AEと高速イオンとの相互作用を明らかにすることを目的として、関連ハードウエアの設計と既存計測機器の改良と増強を図った。CHSでは高速イオン損失プローブのシンチレータの2次元像を計測するため高速・高感度CCDカメラと揺動の高速計測のための高速応答光電子増倍管アレイを設置した。CHS及びLHDにおいて、真空容器内でトロイダル方向に複数個所設置するAE励起用ループアンテナの予備設計を完了した。また、同アンテナによるAE励起の予備実験を行うためのプラズマ生成用マイクロ波源を準備した。JT-60Uでは、高速イオン励起AE特性の詳細を揺動間の相関計測を通じて明らかにするため高速データ収集系を増強した。
シアアルヴェンスペクトル、固有関数等を理論計算する3次元MHD安定性解析コード(CAS3D3)をLHD配位で使用できるように整備し、実験との詳細な比較を可能とした。これまでにLHDのNBI加熱プラズマで観測されたAEとCAS3D3計算の結果との比較から、種々のモードのトロイダルアルヴェン固有モード(TAE)とヘリシティ誘起AE(HAE)の特性を明らかにした。TAEについてはコア局在、グローバル型及びギャップ局在型の存在を明らかにした。
CHSでは高速イオン励起バーストモードとTAEに同期した高速イオン損失を損失イオンプローブにより観測し、そのエネルギーとピッチ角を明らかとした。LHDではバースト的TAEにより荷電交換中性粒子束が時間的、速度空間的に変調されることを観測した。JT-60Uでは、バースト的TAEにより中性子発生分布が先頭的な分布から中心部が平坦化された分布になることを観測し、TAEによる高速イオン輸送の増大を明らかとした。
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