2004 Fiscal Year Annual Research Report
周辺プラズマの揺動構造の可視化によるバースト的輸送機構の解明
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16360463
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
朝倉 伸幸 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 (10222572)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川島 寿人 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 (10354606)
仲野 友英 特殊法人日本原子力研究所, 炉心プラズマ研究部, 研究員 (50354593)
大野 哲靖 名古屋大学, エコトピア科学研究機構, 助教授 (60203890)
上杉 喜彦 金沢大学, 工学部・電気電子システム工学科, 教授 (90213339)
高村 秀一 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40023254)
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| Keywords | 周辺プラズマ / プラズマ集団揺動 / プラズマの排出現象 / プラズマ塊("プロブ") / 非拡散輸送 / 第一壁への粒子・熱流束 / 超高速デジタル・ビデオカメラ |
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| Research Abstract |
超高速可視カメラ及び光学システムの構築し、JT-60Uトカマクにおける周辺プラズマ揺動およびELMによるバースト的なプラズマ輸送現象の特性を明らかにした。
(1)平成16年6,月から平成17年2月:超高速可視カメラ(フォトロン社製FASTCAM MAX-II)の購入、および光ファイバー・光学システムの設計と製作を行なった。その後、平成17年3月に計測システム全体を構築し、感度較正などを実施し、トカマク装置への設置準備が完了した。同時に、カメラ操作・プラズマ放電に同期した撮影・データ収集を全て遠隔で行なえるように制御及びデータ収集システムを製作した。
(2)平成16年10月から11月:JT-60Uトカマクおける既設の計測器(静電プローブおよびDα線強度測定)を利用した高速サンプリング(500kHz)を実施して、周辺プラズマ揺動及びELMプラズマのバースト現象の特性を調べた。この結果、
(a)プラズマ揺動レベルはポロイダル方向に一様でなく、トーラス外側(弱磁場側)の赤道面で最大になることが明らかとなった。揺動信号を統計的手法により解析した結果、プラズマ境界から5-7cm程度外側の位置において、通常のガウシアン的な統計分布とは異なるプラズマ集団揺動が発生していることを初めて明らかにした。
(b)高閉じ込めモードにおける周辺プラズマでは、ELMプラズマが排出される際、複数回の高速のバースト現象が(数10μs毎に)発生していること、及び、それらがトカマクの内壁近くまで(約15cmを)高速(速度1-2km/s)で輸送されることを明らかにした。
これらの実験結果から、超高速カメラの最高撮影速度(約100kHz)でトカマク装置の周辺部でプラズマ映像を撮影することにより、特徴的なプラズマ集団揺動およびELMプラズマのバースト現象の2次元・3次元の空間構造とその動的変化が測定できるものと期待される。
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