2018 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding of nonlinear behavior of forced magnetic reconnection driven by resonant magnetic perturbation
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16K18337
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
西村 征也 法政大学, 理工学部, 准教授 (70548544)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 磁場閉じ込め核融合プラズマ / 強制磁気再結合 / 共鳴磁場摂動 / 新古典テアリングモード / 簡約化MHDシミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核融合プラズマの制御において、共鳴磁場摂動によって駆動される強制磁気再結合とその結果生じる磁気島は重要な役割を演じている。本研究は、共鳴磁場摂動と圧力駆動型不安定性が共存する場合に、磁気島がどのように非線形発展するか、磁気島が圧力駆動型不安定性にどのような影響を与えるか、について簡約化MHDシミュレーションを用いて調べることを目的とするものである。前年度の研究においては、圧力駆動型モードとして新古典テアリングモードを考え、共鳴磁場摂動のしみ込みによって安定な新古典テアリングモードが不安定化される機構が存在することを見出した。
本年度は、新古典テアリングモードが非線形不安定な状態に焦点を当てて研究を行った。新古典テアリングモードは非線形不安定性であるため、その励起には有限のサイズの種磁気島が必要となる。パラメータサーベイの結果、共鳴磁場摂動が種磁気島を形成する場合、新古典テアリングモードの励起に必要な種磁気島のサイズが大幅に引き下げられることが明らかになった。これは、他の種磁気島の形成機構と比べて、共鳴磁場摂動が効率の良い新古典テアリングモードの励起機構であることを意味している。この傾向は既存の理論によって示唆されていたが、プラズマフロー、新古典テアリングモード、共鳴磁場摂動を無矛盾に含んだシミュレーションを用いて立証されたのは初めてのことである。以上の結果について、学術論文の執筆と国内外の学会において発表を行った。
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