2009 Fiscal Year Annual Research Report
プラズマの高圧力化を制限する磁気流体不安定性の安定化研究
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21560866
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
武智 学 Japan Atomic Energy Agency, 核融合研究開発部門, 研究副主幹 (40370423)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松永 剛 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究職 (10391260)
相羽 信行 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 任期付研究員 (20414584)
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| Keywords | 核融合プラズマ / 磁気流体不安定性 / フィードバック制御 / トカマク / RFP / プラズマ回転 |
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| Research Abstract |
プラズマの高圧力化を制限する磁気流体不安定性である抵抗性壁モードの安定化手法にはプラズマ回転による安定化と制御コイルによる安定化があるが、これらについて、イタリアのRFP実験装置であるRFXと米国のトカマク実験装置であるDIII-Dで共同実験を行った。
1、RFXにおける実験
抵抗性壁モードの制御コイルを用いた安定化において、モードに対して小さい面積のコイルを用いて安定化する際にモードリジディティが維持されない場合、モードの変形や側帯波のモードが励起されるという問題が指摘されている。RFXでは通常計192個のコイルでプラズマ全体を囲みモードの安定化を行っているが、動作数を48個、24個、16個、12個、8個と減らすことによりモードに対する実質的なコイルの面積を減らし、RWM安定化への影響を調べた。その結果、コイルの動作数を8個まで減らしてもRWMを安定化しうることが確認された。しかしながら、実質的なコイルの面積が減る程、側帯波の効果により他のモードが不安定になりうることが観測された。
2、DIII-Dにおける実験
抵抗性壁モードを安定化する上で十分なプラズマ回転を持つ場合においても高速イオンに励起されるバースト的な振動が繰り返される磁気流体不安定性が励起される場合に抵抗性壁モードが誘発される現象が観測されている。そのため、高速イオン励起モードが抵抗性壁モードに与える影響と、プラズマ回転と高速イオン励起モードおよび抵抗性壁モードとの相互作用を調べる実験を行った。高速イオン励起モードの短い時間だけ回転が急速に約30km/sから約20km/sに10km/s程度も低下し高速イオン励起モード後、直ちに回復する現象を観測した。
さらに、プラズマ容器外側のコイルとプラズマ容器内側のコイルを用いた誤差磁場と抵抗性壁モードの同時制御を行いその制御性について調べた。
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