2005 Fiscal Year Annual Research Report
高温プラズマの閉じ込め改善と定常性に協働する燃料注入制御法の開発
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17206095
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
山田 弘司 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (20200735)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森崎 友宏 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (60280591)
田中 謙治 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (50260047)
増崎 貴 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (80280593)
坂本 隆一 核融合科学研究所, 助手 (10290917)
宮澤 順一 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (50300728)
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| Keywords | プラズマ・核融合 / 物性実験 / 燃料供給効率 / ペレット入射 / 粒子排気 |
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| Research Abstract |
高温プラズマの定常維持には外部から熱エネルギーと燃料粒子を供給する必要がある。プラズマ中の熱と粒子の輸送には結合が見られる。本研究の目的は、これまでの燃料供給に関する物理的知見と技術の確立を基盤として、熱粒子の閉じ込めが良好な状態を生成・維持するための内部変数(温度分布、密度分布、圧力分布)および外部制御変数(加熱、排気)と協働する燃料供給制御法の開発を行うことにある。平成17年度において、基盤設備となるペレット入射装置および溶発ペレット観測系の整備とこれを利用した閉じ込め実験、およびペレット入射と対称的な比較をなすガス注入による高密度実験を中心に計画を進めた。大型ヘリカル装置に既設の10発のパイプガン型のペレット入射装置と連続ペレット入射装置を合わせて利用し、幅広い入射条件(ペレット速度(150m/s-1200m/s)、粒子量(3.5・1020-8・1020原子/ペレット)、入射位置、繰り返し周波数など)での、系統的なパラメータサーベイとなる実験を実行した。これからのデータをもとに本研究課題での基盤となる燃料供給効率と様々な条件(ターゲットプラズマの温度、密度、高速イオンの量やペレットの大きさ、速度、入射位置)との関係を定量的に表現できる経験モデルについて検討を進めた。特に高速イオンへの溶発雲中の中性粒子および高密度プラズマの遮蔽を考慮して実験と比較できる計算コードの整備を行った。並行してプラズマの溶発、プラズモイドの挙動などの過渡的な振る舞いについて通常の特徴的な拡散時間では説明がつかない速い密度分布および温度分布の変化があるため、その過程の燃料供給効率との相関を評価する際に必要となる、高速のプラズモイドの運動を観測できるH・イメージング測定系を整備した。ガス供給プラズマの高密度領域における基本的な閉じ込め特性をまとめた。
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