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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Plasma Turbulence Obseravation System (PLATOS) for puzzling out the principles of structural formation and functional expression in turbulent plasmas

Research Project

Project/Area Number 17H06089
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

藤澤 彰英  九州大学, 応用力学研究所, 教授 (60222262)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 井戸 毅  九州大学, 応用力学研究所, 教授 (50332185)
稲垣 滋  九州大学, 応用力学研究所, 教授 (60300729)
Project Period (FY) 2017-04-25 – 2022-03-31
Keywordsプラズマ乱流 / トモグラフィー / 重イオンビームプローブ / 対称性の破れ / クロススケール結合 / 大域性 / PLATO
Outline of Annual Research Achievements

R4年度より「プラズマ乱流統合観測システム」PLATO装置のプラズマ生成実験が開始された。本年度も引き続きプラズマに電流を流しトカマク配位を持つプラズ マの生成を目指した実験を行なった。 全てのトカマク装置では良好なプラズマを生成維持できるようにするためには数年程度の期間が必要とされている。そのための多様なプラズマの生成法の試行実験と初期的な観測を今年度は主に実施した。たとえば電極を導入しターゲットとなるプラズマを生成する。また、プラズマ着火時点でのフラックスの消耗をできるだけ軽減するために、ヘリシティー入射のための電源およびシステムを設計し購入した。また、ECHの接線入射を試みるためにクライストロンを設置することを計画しそのための電源を移設した。本課題では乱流トモグラフィーが観 測の主力であり世界的に初めての試みである。R3年度にプラズマ周辺を観測するための水素アルファー線についてのトモグラフィー一式準備したのに続き、本年度はUV線に関する一式を準備した。また重イオンビームプローブ(3領域観測予定 )については、一式(2 領域観測可)の設置が、今年度完了した。本課題終了後も、世界初の試みである乱流統合観測装置として、PLATO実験を継続し、プラズマ乱流の対称性の破れや大域性が構造形成に果たす役割についての探求する。また、直線装置PANTAでの4次元トモグラフィー計測も背景プラズマと揺らぎの非対称性と関係他、プラズマ回転速度の推定法の開発など順調に成果をあげている。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (57 results)

All 2022 2021 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 8 results) Presentation (46 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Conceptual design of heavy ion beam probes on the PLATO tokamak2021

    • Author(s)
      Ido T.、Fujisawa A.、Takemura K.、Kobayashi T.-K.、Nishimura D.、Kasuya N.、Fukuyama A.、Moon C.、Yamasaki K.、Inagaki S.、Nagashima Y.、Yamada T.
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments

      Volume: 92 Pages: 053553~053553

    • DOI

      10.1063/5.0041814

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fourier-Rectangular Function Analysis of Spatiotemporal Structure of Bursting Phenomenon in a Cylindrical Plasma2021

    • Author(s)
      NISHIMURA Daiki、FUJISAWA Akihide、NAGASHIMA Yoshihiko、MOON Chanho、YAMASAKI Kotaro、KOBAYASHI Taiki、INAGAKI Shigeru
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research

      Volume: 16 Pages: 1201075~1201075

    • DOI

      10.1585/pfr.16.1201075

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Proposal of Analysis Method for Pattern Recognition of Two-Dimensional Structure of Plasma2021

    • Author(s)
      KOBAYASHI Taiki、FUJISAWA Akihide、NAGASHIMA Yoshihiko、MOON Chanho、NISHIMURA Daiki、YAMASAKI Kotaro、INAGAKI Shigeru
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research

      Volume: 16 Pages: 1201082~1201082

    • DOI

      10.1585/pfr.16.1201082

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of Electron Temperature Fluctuation on Turbulence Measurement by Langmuir Probe in a Magnetized Helicon Plasma2021

    • Author(s)
      KAWACHI Yuichi、INAGAKI Shigeru、SASAKI Makoto、KOSUGA Yusuke、YAMADA Takuma、NAGASHIMA Yoshihiko、MOON Chanho、KASUYA Naohiro、FUJISAWA Akihide
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research

      Volume: 16 Pages: 1202081~1202081

    • DOI

      10.1585/PFR.16.1202081

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ion Mass Dependence of Resistive Drift Wave Turbulence in Cylindrical Plasmas2021

    • Author(s)
      KASUYA Naohiro、ISHIDA Masanobu、IMAHASHI Yudai、YAGI Masatoshi
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research

      Volume: 16 Pages: 1201083~1201083

    • DOI

      10.1585/pfr.16.1201083

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Numerical investigation on how heat flux avalanche jams trigger the staircase pattern formation2021

    • Author(s)
      Kosuga Y.、Koga D.、Sasaki M.
    • Journal Title

      Physics of Plasmas

      Volume: 28 Pages: 082302~082302

    • DOI

      10.1063/5.0053919

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transport Simulation of PLATO Tokamak Plasma Using Integrated Code TASK2021

    • Author(s)
      MOCHINAGA Shota、KASUYA Naohiro、FUKUYAMA Atsushi、NAGASHIMA Yoshihiko、FUJISAWA Akihide
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research

      Volume: 16 Pages: 1403093~1403093

    • DOI

      10.1585/pfr.16.1403093

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Interactions of drift wave turbulence with streamer flows in wave-kinetic formalism2021

    • Author(s)
      Sasaki M.、Arakawa H.、Kobayashi T.、Kin F.、Kawachi Y.、Yamada T.、Itoh K.
    • Journal Title

      Physics of Plasmas

      Volume: 28 Pages: 102304~102304

    • DOI

      10.1063/5.0059839

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamic interaction between fluctuations with different origins in a linear magnetized plasma2021

    • Author(s)
      Kawachi Y.、Inagaki S.、Sasaki M.、Kosuga Y.、Yamasaki K.、Kobayashi T.、Kin F.、Yamada T.、Arakawa H.、Nagashima Y.、Moon C.、Kasuya N.、Fujisawa A.
    • Journal Title

      Physics of Plasmas

      Volume: 28 Pages: 112302~112302

    • DOI

      10.1063/5.0065887

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formation of density corrugations due to zonal flow in wave-kinetic framework2021

    • Author(s)
      Sasaki M.、Itoh K.、McMillan B. F.、Kobayashi T.、Arakawa H.、Chowdhury J.
    • Journal Title

      Physics of Plasmas

      Volume: 28 Pages: 112304~112304

    • DOI

      10.1063/5.0055777

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] QUEST定常トカマク放電におけるプローブシステムを用いたSOL計測の初期結果2022

    • Author(s)
      永島芳彦,花田和明,小島信一郎,Hatem O ELSerafy,図子秀樹,長谷川真,中村一男,出射浩,藤澤彰英,江尻晶,高瀬雄一,井戸毅,黒田賢剛,恩地拓己,池添竜也,岳其霖,四竈泰一,Arseniy Kuzmin,川崎昌二,永田貴大,東島亜紀
    • Organizer
      日本物理学会 第77回年次大会
  • [Presentation] プラズマ背景構造の非対称性と孤立波振動現象の関係2022

    • Author(s)
      小林大輝,藤澤彰英,永島芳彦,文贊鎬,稲垣滋,山田琢磨,小菅佑輔,山崎広太郎,西村大輝
    • Organizer
      日本物理学会 第77回年次大会
  • [Presentation] トモグラフィを用いた局所速度場の推定2022

    • Author(s)
      西村大輝,藤澤彰英,永島芳彦,文贊鎬,稲垣滋,山田琢磨,小菅佑輔,山崎広太郎,小林大輝
    • Organizer
      日本物理学会 第77回年次大会
  • [Presentation] トカマクMHDダイナミクス中の3次元モード構造の抽出2022

    • Author(s)
      黒田侑,糟谷直宏,佐藤雅彦,佐々木真
    • Organizer
      日本物理学会 第77回年次大会
  • [Presentation] 核融合周辺プラズマで励起される揺動の特性評価2022

    • Author(s)
      新井慎平,小菅佑輔
    • Organizer
      日本物理学会 第77回年次大会
  • [Presentation] 核融合プラズマのスクレイプオフ層幅に対する乱流揺動の影響2022

    • Author(s)
      小菅佑輔,永島芳彦,新井慎平
    • Organizer
      日本物理学会 第77回年次大会
  • [Presentation] プラズマ乱流中の揺らぎ構造の揺らぎ2022

    • Author(s)
      稲垣滋,河内祐一
    • Organizer
      日本物理学会 第77回年次大会
  • [Presentation] PANTA、PLATO、QUESTが拓く核融合の未来2022

    • Author(s)
      藤澤 彰英
    • Organizer
      核融合エネルギーフォーラム 第14回全体会合
  • [Presentation] Impurity transport simulation using integrated code TASK in tokamak plasma2022

    • Author(s)
      持永祥汰
    • Organizer
      第 19 回核燃焼プラズマ統合コード研究会
  • [Presentation] Analysis of three-dimensional structure of MHD instabilities in tokamak2022

    • Author(s)
      黑田侑
    • Organizer
      第 19 回核燃焼プラズマ統合コード研究会
  • [Presentation] Numerical diagnostic of plasma fluctuations by using 3-D simulation data in torus plasmas2022

    • Author(s)
      糟谷直宏
    • Organizer
      第 19 回核燃焼プラズマ統合コード研究会
  • [Presentation] Effect of impurities on improved confinement in tokamak discharges2022

    • Author(s)
      野中奨
    • Organizer
      第 19 回核燃焼プラズマ統合コード研究会
  • [Presentation] Drift wave turbulent structure depending on ion mass number in cylindrical plasmas2022

    • Author(s)
      糟谷直宏
    • Organizer
      第 19 回核燃焼プラズマ統合コード研究会
  • [Presentation] トカマクプラズマにおける MHD 不安定性の三次元構造の解析2021

    • Author(s)
      黒田侑,糟谷直宏,佐藤雅彦,佐々木真
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部大会
  • [Presentation] トーラスプラズマにおける 3 次元データを用いた HIBP 計測シミュレーションコードの開発2021

    • Author(s)
      吉原稜,糟谷直宏,井戸毅,黒田侑,矢木雅敏,沼波政倫,永島芳彦,藤澤彰英
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部大会
  • [Presentation] トカマク閉じ込め改善放電における不純物の影響2021

    • Author(s)
      野中奨,糟谷直宏,福山淳,持永祥汰,矢木雅敏
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部大会
  • [Presentation] 直線磁化プラズマにおける中性粒子分布の解析と特性評価2021

    • Author(s)
      轟晴彦,糟谷直宏,稲垣滋
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部大会
  • [Presentation] 核融合周辺プラズマにおける密度および温度フラックスの揺動特性の依存性2021

    • Author(s)
      新井慎平,小菅佑輔
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部大会
  • [Presentation] プラズマ乱流解析のための動的時間伸縮法2021

    • Author(s)
      上島稔之,稲垣滋,河内裕一
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部大会
  • [Presentation] 3 次元トモグラフィを用いた PANTA プラズマの構造と揺動の磁場依存性の観測2021

    • Author(s)
      新原正太郎,藤澤彰英,永島芳彦,文贊鎬,稲垣滋,山田琢磨,小菅佑輔,糟谷直宏,山崎広太郎,小林大輝,西村大輝,椛島祐大,郭又銘
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部大会
  • [Presentation] トモグラフィを用いた PANTA プラズマの構造と揺動のガス圧依存性の観測2021

    • Author(s)
      椛島祐大,藤澤彰英,永島芳彦,文贊鎬,稲垣滋,山田琢磨,小菅佑輔,糟谷直宏,山崎広太郎,小林大輝,西村大輝,新原正太郎,郭又銘
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部大会
  • [Presentation] 動的時間伸縮法を用いたプラズマ乱流の時系列解析2021

    • Author(s)
      上島稔之,稲垣滋,河内裕一
    • Organizer
      第38回プラズマ・核融合学会 年会
  • [Presentation] テンプレート法による乱流揺動の時空間構造の抽出2021

    • Author(s)
      稲垣滋,三分一 史和
    • Organizer
      第38回プラズマ・核融合学会 年会
  • [Presentation] 直線プラズマにおける背景構造の非対称性による孤立波振動への影響の探求2021

    • Author(s)
      小林大輝,藤澤彰英,永島芳彦,文贊鎬,稲垣滋,山田琢磨,小菅佑輔,山﨑広太郎,西村大輝
    • Organizer
      第38回プラズマ・核融合学会 年会
  • [Presentation] 乱流トモグラフィのための局所速度場推定法の開発2021

    • Author(s)
      西村大輝,藤澤彰英,永島芳彦,文贊鎬,稲垣滋,山田琢磨,小菅佑輔,山崎広太郎,小林大輝
    • Organizer
      第38回プラズマ・核融合学会 年会
  • [Presentation] トカマクプラズマにおける統合コードTASKを用いた不純物輸送シミュレーション2021

    • Author(s)
      持永祥汰,糟谷直宏,福山淳,野中奬,矢木雅敏
    • Organizer
      第38回プラズマ・核融合学会 年会
  • [Presentation] トーラスプラズマにおける3次元データを用いた揺動計測模擬2021

    • Author(s)
      糟谷直宏,吉原稜,井戸毅,黒田侑,矢木雅敏,沼波政倫,永島芳彦,藤澤彰英
    • Organizer
      第38回プラズマ・核融合学会 年会
  • [Presentation] 四次元トモグラフィ計測を用いた直線プラズマのダイナミクス観測2021

    • Author(s)
      文贊鎬,稲垣滋,永島芳彦,山田琢磨,糟谷直宏,小菅佑輔,小林大輝,村大輝,山崎広太郎,藤澤彰英
    • Organizer
      第38回プラズマ・核融合学会 年会
  • [Presentation] データ解析プラットフォーム(共通化されたデータ解析環境)を使ったビッグデータ研究への期待2021

    • Author(s)
      稲垣滋
    • Organizer
      第38回プラズマ・核融合学会 年会
  • [Presentation] A Theoretical Model for Phase Space Turbulence: Formation and Dynamics of Phase Space Structures in Drift Wave Turbulence2021

    • Author(s)
      Kosuga Yusuke
    • Organizer
      The 30th International Toki Conference on Plasma and Fusion Research
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Versatile Three-dimensional Tomographic Imaging System for the Plasma Turbulence Dynamic Studies2021

    • Author(s)
      C. Moon,A. Fujisawa,Y. Nagashima,T-K Kobayashi,and D. Nishimura
    • Organizer
      5th Asia-Pacific Conference on Plasma Physics (AAPPS-DPP2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 円筒プラズマにおけるイオン質量数とドリフト波乱流構造2021

    • Author(s)
      糟谷直宏,今橋優大,轟晴彦,石田雅信,矢木雅敏
    • Organizer
      日本物理学会2021年秋季大会
  • [Presentation] 直線プラズマにおける非線形現象の先進的解析2021

    • Author(s)
      山田琢磨,稲垣滋,佐々木真,河内裕一,山崎広太郎,永島芳彦,糟谷直宏,小菅佑輔,藤澤彰英,伊藤公孝
    • Organizer
      日本物理学会2021年秋季大会
  • [Presentation] 磁化プラズマにおける自己組織化臨界現象の観測2021

    • Author(s)
      稲垣滋,河内裕一
    • Organizer
      日本物理学会2021年秋季大会
  • [Presentation] 直線プラズマにおける異種揺動間の非線形ダイナミクス2021

    • Author(s)
      河内裕一,稲垣滋,佐々木真,小菅佑輔,山崎広太郎,小林達哉,金史良,山田琢磨,荒川弘之,永島芳彦,文贊鎬,糟谷直宏,藤澤彰英
    • Organizer
      日本物理学会2021年秋季大会
  • [Presentation] 磁化プラズマにおける時空間偏在した巨大波2021

    • Author(s)
      小菅佑輔,稲垣滋,河内裕一
    • Organizer
      日本物理学会2021年秋季大会
  • [Presentation] 円筒プラズマにおけるイオン質量数とドリフト波乱流構造2021

    • Author(s)
      糟谷直宏,今橋優大,轟晴彦,矢木雅敏
    • Organizer
      プラズマシミュレータシンポジウム2021 (PSS2021)
  • [Presentation] PLATOトカマクにおけるバルーニング不安定性のプラズマパラメータ依存性2021

    • Author(s)
      黒田侑,糟谷直宏,佐藤雅彦,福山淳,八木雅敏,永島芳彦,藤澤彰英
    • Organizer
      プラズマシミュレータシンポジウム2021 (PSS2021)
  • [Presentation] 統合コードTASKを用いたトカマクコアプラズマにおける不純物輸送制御のシミュレーション2021

    • Author(s)
      持永祥汰,糟谷直宏,福山淳,野中奬,矢木雅敏
    • Organizer
      プラズマシミュレータシンポジウム2021 (PSS2021)
  • [Presentation] Ion Mass Dependence of Resistive Drift Wave Turbulence in Cylindrical Plasmas2021

    • Author(s)
      N. Kasuya
    • Organizer
      Asia-Pacific Transport Working Group Meeting and US-EU Transport Task Force Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Verification of ETG mode Energy Transfer to Drift-Wave mode through Multiscale Nonlinear Interactions2021

    • Author(s)
      C. Moon
    • Organizer
      Asia-Pacific Transport Working Group Meeting and US-EU Transport Task Force Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of solitary oscillation in a PANTA plasma using CECAME2021

    • Author(s)
      T.-K. Kobayashi
    • Organizer
      Asia-Pacific Transport Working Group Meeting and US-EU Transport Task Force Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Modal polarization analysis based on Fourier-rectangular function transform and its application to PANTA plasma2021

    • Author(s)
      D. Nishimura
    • Organizer
      Asia-Pacific Transport Working Group Meeting and US-EU Transport Task Force Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamic interaction between two different types of fluctuations synchronizing with zonal potential fluctuation in PANTA2021

    • Author(s)
      Y. Kawachi
    • Organizer
      Asia-Pacific Transport Working Group Meeting and US-EU Transport Task Force Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Three-dimensional measurement using tomography systems in a magnetized plasma in linear cylindrical geometry2021

    • Author(s)
      K. Yamasaki,A. Fujisawa,Y. Nagashima,C. Moon,S. Inagaki,M. Sasaki,Y. Kosuga,T. Yamada,N. Kasuya
    • Organizer
      47th EPS Plasma Physics conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 4次元トモグラフィ、プラズマの特異な挙動を観測2021

    • Author(s)
      文 贊鎬
    • Organizer
      RIAMフォーラム2021
  • [Remarks] 統合観測システムで解き明かす乱流プラズマの構造形成原理と機能発現機構

    • URL

      http://tokusui.riam.kyushu-u.ac.jp/PLATO_project/

URL: 

Published: 2022-12-28  

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