2023 Fiscal Year Annual Research Report
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
| 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, 研究部, 助教 (40824743)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | マイクロ波 / ECH / プラズマ乱流 / 磁場閉じ込めプラズマ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
ヘリカル型核融合プラズマ実験装置である大型ヘリカル装置（LHD）を対象として、乱流によって生じる密度揺動がプラズマ中を伝播するマイクロ波に与える影響を解明するために研究を実施した。初めは実験によりプラズマ中を伝播するマイクロ波への影響を解明するために、熱電対を真空容器内の保護タイルに取り付け、パワー分布の測定を試みようと機器の整備を進めたが、計測に十分な性能を得るのが難しかった。また、プラズマ実験により、電子サイクロトロン共鳴加熱（ECH）による温度変化からビーム幅の変化を求めようとしたが、既存のプラズマ計測器のみで観測するのは困難だと判断した。そこでLHDのプラズマパラメータを元にして、LHDのプラズマ中で位相コントラストイメージングにより計測されたイオンスケール乱流による密度揺動を取り入れた、コールドプラズマモデルの電磁界シミュレーションを実施し、LHDのECHに用いられている77 GHzのマイクロ波への密度揺動による影響を検討した。電磁界シミュレーションにより、LHDで計測された密度揺動は背景プラズマ密度の1%以下と小さく、今回の解析対象とした周波数のマイクロ波への影響は限定的であることがわかった。一方で、密度揺動レベルを実験値より高く設定したシミュレーションを実施すると、より高いレベルの密度揺動の存在下では、77 GHzのマイクロ波が散乱され、プラズマ中を伝播するガウシアンビームのプロファイルが影響を受けることが確認された。
|
