2018 Fiscal Year Research-status Report
周辺プラズマ計測による高周波電磁解析におけるプラズマ物理モデル研究
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16K06944
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
笠原 寛史 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (50435517)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 高周波計測 / 相関計測 / 波動物理 / プラズマモデリング / 周辺プラズマ揺動計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プラズマ周辺部での揺動を含めた詳細計測のために、4つの高周波計測ループ、4つの静電プローブ、1つの光計測スリットを備えた局所計測用プローブにより局所的な高周波・光の同時計測を可能としたプローブヘッドの設計を行った。プローブヘッドを設計するに当たり、各々のプローブの計測位置関係を出来るだけ密にすることで局所計測性を高めることに努めたが、大電力加熱用アンテナ周辺での電磁波揺動も計測対象としており、大電力アンテナで誘起された強力な高周波電場が引き起こすプローブ間の絶縁破壊の可能性を考慮して、プローブ間隔を最大で5cm程度に離すことにした。
高周波計測に当たり、プラズマ周辺部での密度揺動が空間的な依存性を持つことや高周波揺動の強度が空間的な依存性を持つことを考慮し、計測プローブの位置をプラズマ方向に移動させるために、プローブヘッドの空間位置を可変にする直線導入端子を含めたフィードスルーを新たに設計した。このフィードスルーは、直線方向にヘッドを移動しつつも高周波信号ラインの不整合を減らし、高周波用のフィードスルーコネクタを使用した高周波特性に優れた構成になっている。このフィードスルーは径方向に細かに位置制御を可能な構造を有するが、駆動機構および位置固定を含めたフィードスルーサイズとして接続フランジサイズ(ICF152)相当に抑えられており、空間的にも非常にコンパクトで今までにない斬新な設計になっている。
プラズマ周辺部のモデリングに当たり、今回測定を行う周辺プラズマでは低温プラズマであることを想定し、cold plasmaモデルによるプラズマモデルの作成を行った。現在実際の計測との比較をするために、実計測の結果待ちの状態となっている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
計測プローブ製作が大幅に遅れたため、現在まだプラズマ計測に至っていない。大幅に遅れた原因として、フィードスルーの製作が困難であり、製作側との製作方法の打ち合わせが終わらない事が挙げられる。高周波計測の精度と空間的にコンパクトなフィードスルーを設計することにより、設計自体は今までに無い高周波相関計測を実現するフィードスルーであったが、その反面製作側としては未知の領域で有り、金額が高額になってしまった。当所予定していた予算では製作が難しくなり、その予算削減と機能維持を製作側と相談することが長引き、プローブ製作完了に至っていない。しかし、製作側との打ち合わせを繰り返す事で、制作費と機能に折り合いがつきはじめており、最終年度にはプローブ製作が完了する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
プローブヘッドに関する製作側との折り合いがあと少しで終了するため、早急に製作を開始しするために、製作側との折衝で必要となった修正図面の反映を行い、プローブヘッドの製作を早急に終了させ、プラズマ実験における実計測の実施を目指す。実計測に関しては東京大学TST-2、京都大学ヘリオトロンJ装置での実験を計画しており、プローブが製作終了した時に各装置の大気開放スケジュールを考慮して早く実験が可能な装置に優先して実験を実施する。プローブヘッドを改良する費用および時間が無くなってしまったため、プローブヘッドの設計に若干の尤度をこの段階で持たせることで改良費用および改良を減らす工夫を行う。
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| Causes of Carryover |
製作側から提示された加工費用が高額になり、当所予定していた金額に収まらず、製作を開始出来なかったため、金額が次年度に持ち越しになりました。製作側との制作費の折り合いがついてきたため、本年度は製作が可能になると思われます。機能を削減すること無くプローブ製作を行いたいため、改良の尤度を初めから考慮した設計にプローブヘッド図面を終始することで、時間・コストの両面からの削減を実施します。
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