高周波摂動磁場コイルを用いたMHD平衡同定と安定性制御

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16760677
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 榊原 悟 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (90280594)
• Keywords: MHD平衡 / MHD安定性 / 回転変換分布 / 安定性制御 / 摂動磁場コイル / ベータ値 / 周辺プラズマ / 磁場揺動

Research Abstract

磁場閉じ込め装置において、プラズマの高ベータ化は経済的な炉の実現にとって重要な要素の一つである。ベータ値を制限する最も重要となるのがMHD平衡・安定性であり、その特性理解及び制御法確立が重要となる。プラズマ中が平衡状態にある場合、これを維持するために自発的な平衡電流が発生し、外部、内部により与えられる閉じ込め磁場構造を変化させるが、これらの電流がベータ値の上昇に伴い磁気面を崩壊させる危険性が示唆されている。平衡電流やプラズマ電流の存在により容易に変化しうる回転変換分布を同定することは、低次有理面に局在化するMHD不安定性の理解に対しても極めて重要である。本研究では、ヘリカル型装置であるLHDを題材に、摂動磁場コイルを用いた回転変換分布の同定、およびMHD挙動の安定化を目的としている。平衡の観点からは真空容器内部に設置した摂動コイルを用いて低次のモード数を持つ高周波磁場をプラズマ中に印加し、マイクロ反射計等の内部計測を通じて共鳴面位置を同定するものである。本年度は、摂動磁場コイルの仕様策定として、計算機を用いたコイル電流及び設置位置の最適化、使用周波数帯域の特定などについて検討を進めた。また、プラズマ周辺部、コア部のMHDモードの内部構造、発生領域などについて調べ、磁場揺動計測と反射計計測との対比を通じてその妥当性、計測可能領域についてデータ収集を行った。