Study for electric field dynamics accross H-mode transition in torus plasmas

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K14898
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 小林 達哉 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (30733703)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: L-H遷移 / プラズマ乱流 / 電場 / 内部輸送障壁 / 水素同位体効果

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、トーラスプラズマにおいてL-H遷移の際に発生する電場の生成機構を実験的に明らかにすること、及び、電場と乱流の相互作用を解析し、乱流輸送抑制のメカニズムを明らかにすることである。COVID-19の影響を受け2年間の計画延長を行い、本年度が計画の最終年度となった。 得られた成果を、以下に列挙する。(1) LHD装置の電子内部輸送障壁(ITB)の同位体効果を明らかにするため、重水素と軽水素でそれぞれ生成したプラズマの比較実験をおこなった。重水 素プラズマでは電場構造が形成されやすく、(ITB)遷移が起こりやすいことを示した[T. Kobayashi et al., Sci. Rep. 12, 55o7 (2022)]。(2) JFT-2M装置にお いて、電場構造とGAMの相互作用を解析した。LH遷移前の周辺電場揺動が、乱流伝播を介して非局所的にGAMの励起に影響を与える可能性を議論した[T. Kobayashi et al., Plasma Phys. Control. Fusion 64, 144002 (2022)]。

Research Products

• [Journal Article] Hydrogen isotope effect on self-organized electron internal transport barrier criticality and role of radial electric field in toroidal plasmas (2022)
  • Author(s): Kobayashi T.、Shimizu A.、Nishiura M.、Ido T.、Satake S.、Tokuzawa T.、Ii Tsujimura T.、Nagaoka K.、Ida K.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 12 Pages: 5507pp1-9
  • DOI: 10.1038/s41598-022-09526-w
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Behavior of geodesic acoustic mode and limit-cycle oscillation approaching L-H transition in JFT-2M tokamak (2022)
  • Author(s): Kobayashi T、Sasaki M、Ido T、Kamiya K、Miura Y、Ida K、Itoh K
  • Journal Title: Plasma Physics and Controlled Fusion Volume: 64 Pages: 114002pp1-6
  • DOI: 10.1088/1361-6587/ac9333
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Origins of Mean and Oscillating Radial Electric Field in the L-H Transition (2022)
  • Author(s): T. Kobayashi
  • Organizer: 20th International congress on plasma physics
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 磁場閉じ込めプラズマの自己組織化構造に見られる水素同位体効果の物理機構 (2022)
  • Author(s): 小林達哉
  • Organizer: 日本物理学会 第77回年次大会
  • Invited