Experimental verification of beta effect on symmetry and heat/turbulent transport in advanced heliotron configuration

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H01875
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 14020:Nuclear fusion-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: KOBAYASHI Shinji 京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (70346055)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大島 慎介 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (00469610) ; 鈴木 康浩 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (20397558) ; 仲田 資季 核融合科学研究所, 研究部, 准教授 (40709440)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ヘリカル系磁場配位 / 熱輸送 / ベータ効果

Outline of Final Research Achievements

This study aims to explore beta effect predicted in advanced Heliotron configuration in experimentally. The main results obtained in this study is as follows: (1) We developed and clarified the physics of NBI plasma start-up regardless of resonant conditions using seed plasma generation by non-resonant microwave. Furthermore, we clarified characteristics of relativistic electrons produced by the non-resonant microwave. (2) We found reduction in electron heat transport coefficient line ITB formation in NBI heated plasmas in conjunction with HIGP fueling method. (3) We studied transport of Heliotron J high beta plasmas with averaged beta more than 1%.

Free Research Field

プラズマ核融合

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

先進ヘリカル配位におけるベータ効果の理解は、今後の配位設計に対して重要な指針を与えることが期待される。本研究では高強度ガスパフ法(HIGP)を用いることで、ヘリカル系で初めてNBIプラズマでCERCの様な中心部の電子熱輸送係数の低減を見いだした。これは新たな運転シナリオの候補となる。本研究で開発した非共鳴マイクロ波を予備電離に用いたNBIプラズマ着火は他装置にも応用可能であり、熱負荷低減や垂直NBI等、NBI着火要件を大幅に緩和することができる。本研究課題で発見された統計加速現象はレーザー加速と比べて1/100以下の電界強度で実現可能であり、地上での新しい統計加速模擬実験に展開が期待される。