2022 Fiscal Year Research-status Report
Fast ion heating and plasmoid reconection driven by magnetic helicity injection
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19K03785
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
永田 正義 兵庫県立大学, 工学研究科, 特任教授(名誉教授) (00192237)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊池 祐介 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (00433326)
神吉 隆司 海上保安大学校(国際海洋政策研究センター), 国際海洋政策研究センター, 教授 (40524468)
福本 直之 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (90275305)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 同軸ヘリシティ入射 / プラズモイド磁気リコネクション / 球状トーラス / イオン加熱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
球状トーラス(ST) HIST装置では、同軸ヘリシティ入射(CHI)法によって生成したST配位プラズマにおいて、自己組織化、磁気リコネクション、MHD緩和、乱流、2流体フロー平衡等について調べている。特に、プラズモイドが介在する磁気リコネクションについて独創的な実験データが得られ、イオンの異常加熱について解析を行っている。HIST装置で得られた成果のレヴューについて、コロナ後に全面的に対面で開催された2022年米国物理学会プラズマ物理分科会（APS）およびプラズマ核融合学会（富山県）において発表を行った。
その成果の内容は、以下の通りである。
我々は、CHI生成STプラズマにおいて、伸長された電流シートの中で観測された周期的な磁気揺動に着目し、プラズモイド駆動リコネクションの検証を行った。ドップラーイオン温度分光計測の結果の詳細な解析によって、磁気リコネクションによるイオン加熱に関連する新規なデータが得られた。大きなフロー揺動があるプラズマ入射の初期の時間帯だけでなく、上記のプラズモイド振動波形観測れる時間帯で合体と分裂のリコネクションが繰り返される過程でイオン加熱の増幅が確認された。
さらに、今回初めて、中心導体付近のオープンコラム領域の高密度プラズマがその周辺のシアフローによって磁気揺動が安定化されることを実験結果から示し、中心導体を重力でドロップする液体金属に交換し、そこに軸方向電流を流すことでトロイダル磁場を作る手法により、将来のコンパクトでエネルギー回収と増殖が可能な核融合燃焼プラズマに発展させることが可能であることを提案した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
2021年3月末に定年退職となり、その後2023年3月頃までコロナウイルスによるほとんどの社会経済活動の停滞が余儀なくされたことは周知のとおりである。そのため、昨年に引き続き、大学での研究活動や共同研究者との議論も含め、研究活動が大幅に制限された。
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| Strategy for Future Research Activity |
国内外でワクチン接種の普及も伴いコロナウイルスの感染状況が低下し、2023年度はほとんどコロナ前の状況に戻りつつある。また、コロナ感染病も５類に分類され、マスクも個人の判断に任されることになった。本年度はこれまでの本研究で得られた実験データの論文化を進めると同時に、その成果を国内外で発表していく予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナウイルス蔓延により、実験データ解析とその成果発表が制限された。本年度はこれまでに得られた成果を基に新しい概念の提案と対面による国内学会、国際会議等において、その成果を積極的に発表する予定である。
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[Journal Article] Improvements to the High-Field-Side Transient CHI System on QUEST2022
Author(s)
Kuroda K.、Raman R.、Hasegawa M.、Onchi T.、Hanada K.、Ono M.、Nelson B. A.、Rogers J.、Ikezoe R.、Idei H.、Ido T.、Mitarai O.、Nagata M.、Kawasaki S.、Nagata T.、Higashijima A.、Shimabukuro S.、Niiya I.、Sekiya I.、Kojima S.、Nakamura K.、Takase Y.、Murakami S.
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Journal Title
Journal of Fusion Energy
Volume: 41
Pages: －
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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