2023 Fiscal Year Annual Research 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(海上保安国際研究センター), 海上保安国際研究センター, 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 / 磁化同軸プラズマガン / イオン加熱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
兵庫県立大の球状トーラス(ST)型 HIST装置では、同軸ヘリシティ入射(CHI)法によってST配位プラズマを生成している。これまでのCHI実験において、閉じた配位形成過程においてマルチ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結果が得られている。今年度も引き続き、プラズモイドリコネクションと間欠的なイオン加熱との関係性についてデータ解析を行った。
長年の研究交流を実施している英国マンチェスター大学のPhilippa Browning教授の研究室を訪問し、本研究課題に関するセミナーを行った。Browning教授の磁気リコネクションミュレーション結果と本実験結果が良く一致していることを互いに確認し、その発生機構について理論からの有益なコメントを頂いた。
九大応力研のST装置（QUEST）では国際協力（ワシントン大、PPPL）のもとでCHI実験が行なわれており、今年度も参加協力を行った。その研究成果はロンドンで行われたIAEA-FEC会議やNuclear Fusion誌に掲載された。
これまで、中心ポストの周りのオープン磁束コラムの高磁場領域において高密度で反磁性の高ベータプラズマがフローシアによって安定に存在することを見出している。本年度では、それをもとに新しい革新的な炉に発展させるためのアイデアを提案した。ガン電流圧縮Zピンチプラズマのシアフロー安定化生成（Zap-Energyスタートアップ社）の発展型として、中心導体の替わりに液体金属を内部電極表面に沿ってドロップさせて、そこに軸電流を流すことでトロイダル磁場が重畳されキンク不安定性がさらに安定化されるシナリオを提案した。また、軸電流を急増大させることでピンチ圧縮加熱が期待される。現在、分担者神吉隆司氏の協力を得て実施したプラズマの2流体平衡の計算結果については、プラズマ核融合学会で発表を行った。
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