2009 Fiscal Year Annual Research Report
定常ST配位形成のための電子バーンシュタイン波モード変換・電流駆動機構の解明
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21360452
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
出射 浩 Kyushu University, 応用力学研究所, 准教授 (70260049)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福山 淳 京都大学, 工学研究院, 教授 (60116499)
久保 伸 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (80170025)
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| Keywords | 電子バーンシュタイン波 / 位相配列アンテナ / 球状トカマク / プラズマ加熱電流駆動 / 反射計計測 / 輻射計計測 / 散乱波計測 |
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| Research Abstract |
1. 電子バーンシュタイン波加熱・電流駆動の理論的検討
電子バーンシュタイン波励起には電子サイクロトロン波からのモード変換が必要である。これまで、最適なモード変換時の光線追跡解析を行ってきたが、非最適時のモード変換を取り扱うコードを開発し、モード変換機構を組み入れた多重光線追跡解析を行った。多重光線解析で明らかにした入射屈折率に関するモード変換図から、実験シナリオ検討を進めた。
2. プラズマ実験及び、加熱電流駆動実験用・定常位相配列アンテナ整備
プロトタイプアンテナを用いて、10kAのプラズマ電流を30kWの入射電力で0.8秒間維持することに成功した。定常ST配位形成に向けて、定常動作アンテナを設計・開発し、低電力試験にて良好な動作を確認した。モード変換後の多重光線追跡解析により、アンテナ位置を装置下側に設置した方が電流駆動に適していることを明らかにし、これに基づき定常アンテナを設置した。
3. 反射/輻射計用・位相配列アンテナ整備
動作周波数が低い場合、送受信アンテナ間の回り込みが反射計動作に影響を与えることを明らかにした。プローブ波の伝播距離が長く、反射波強度が弱くなる場合に、その効果は顕著となる。回り込み成分を除去するための新たな受信システム・解析法提唱した。反射波強度が回り込み成分よりも小さいといった本質的な問題解決のために、反射計の送信アンテナに位相配列アンテナを用いることを着想し、設計・開発を進めた。9素子アンテナを整備し、低電力試験にて良好なアンテナ・反射計動作を確認した。このアンテナは輻射計アンテナとしても用いられる。輻射計で重要となる斜め視野でのアンテナ動作も低電力試験で確認した。
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