プラズマ乱流がマイクロ波伝播に及ぼす影響の実験的解明

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K14688
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 矢内 亮馬 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (40824743)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 電子サイクロトロン共鳴加熱 / マイクロ波 / プラズマ乱流

Outline of Annual Research Achievements

プラズマ中の乱流による密度揺動がマイクロ波の伝播に与える影響を観測するために、マイクロ波の発信源および受信系などの計測系を準備する予定であったが、予算および真空容器のポートの制約から想定していた手法の実現が困難であると考えられたため、今年度はマイクロ波ビームの広がりを計測するために最適な計測系の検討を主に行った。その結果としてECHに用いているジャイロトロンを発信源として用い、熱電対アレイを仕込んだモリブデン板をターゲットとして、ECH入射ポートの対向面に設置して受信系とすることで、ECHのパワー吸収によるターゲット板の温度変化の分布からビームプロファイルを計測する方法を採用することとした。そして次年度での実験装置への熱電対アレイとターゲットの設置を目指し、最適な熱電対アレイと設置位置の検討を行い、実験の準備を進めた。
また、シミュレーションによりプラズマ中の乱流に起因する密度揺動にともなうマイクロ波ビームの広がりについてより正確に検討できるようにするために、密度揺動存在下でのマイクロ波伝播解析のために開発された計算コードを新たに導入して、実際の実験装置を想定しての解析を行うための準備を行った。実際の装置の実験データを模擬した条件下でのシミュレーションを行うことができるようになれば、次年度に実施予定の実験結果との比較・検証を行うことができるようになり、実験結果のより深い理解につながることが期待できる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

密度揺動に伴うマイクロ波の広がりの計測する方法の再検討が必要となり、再検討のための時間がかかった。また今年度の課題に関する研究所における実験提案が採用されず、当初計画していた実験を実施することができなかった。

Strategy for Future Research Activity

来年度は計測器を設置できる予定のため、実験提案が通りやすくなると期待している。設置した計測器及び既設の計測により実験を実施し、データ取得・解析を行う。また、計算による解析も進め、実験結果との詳細な比較検証を行っていく。

Causes of Carryover

マイクロ波の広がりの測定方法を当初想定していた方法と異なる手法を用いることとし、当該年度は物品の購入を行わなかったため次年度使用額が生じた。ECHのパワープロファイル測定のために用いるマイクロ波のターゲットに関連した物品購入を行う。