Relaxation and global stability of high-beta plasma based on two-fluid MHD

2011 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21740403
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Plasma science
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: ASAI Tomohiko 日本大学, 理工学部, 講師 (00386004)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Keywords: 磁場反転配位(FRC) / 二流体MHD / フローシア / イオンドップラー分光 / 自己組織化プラズマ / コンパクトトーラス / マッハプローブ / 粒子・プラズマ加速

Research Abstract

Spatial distribution of spontaneous toroidal flow and its relation with stability and relaxation process have been investigated. Precise measurement of toroidal flow profile suggest a possible mechanism of toroidal spin-up of FRC plasma. Roles of toroidal flow in suppression of global instability in super Alfvenic translation has also been studied

Research Products

• [Journal Article] Time evolution of a magnetic structure of the fieldreversed configuration in a superAlfvenic translation process (2011)
  • Author(s): T. Asai, S. Akagawa, K. Akimoto, N. Tada, Ts, Takahashi, H. Tazawa
  • Journal Title: Plasma and Fusion Research Volume: 6 Pages: 2402151, 1-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Control of magnetic islands in the STOR M tokamak using resonant helical fields (2011)
  • Author(s): S. Elgriw, D. Lin, T. Asai, A. Hirose and C. Xiao
  • Journal Title: Nuclear Fusion Volume: 51 Pages: 113008, 1-10
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Active Stability Control of a High-Beta SelfOrganized Compact Torus (2010)
  • Author(s): T. Asai, H. Itagaki, Ts. Takahashi, Y. Matsuzawa, Y. Hirano, To. Takahashi, M. Inomoto, L. C. Steinhauer and A. Hirose
  • Journal Title: 23th IAEA Fusion Energy Conference Volume: ICC/P5-01 Pages: 1-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of a compact tomography camera system using a multianode photomultiplier tube for compact torus experiments (2010)
  • Author(s): H. Tomuro, T. Asai, K. Iguchi, Ts. Takahashi, and Y. Hirano
  • Journal Title: Review of Scientific Instruments Volume: 81 Pages: 10E525, 1-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A compact and continuously driven supersonic plasma and neutral source (2010)
  • Author(s): T. Asai, H. Itagaki, H. Nuniasawa, Y. Terashima, Y. Hirano, and A. Hirose
  • Journal Title: Review of Scientific Instruments Volume: 81 Pages: 10E119, 1-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Plasma Shielding with a Rotating Magnetic Field for a Space Elevator (2010)
  • Author(s): Toshiki TAKAHASHI, Hiroki SHIONOYA, Hirotomo ITAGAKI and Tomohiko ASAI
  • Journal Title: Journal of Plasma and Fusion Research, Series Volume: 9 Pages: 452-456
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ワッシャーガンを用いた短パルス中性粒子ビーム入射装置の開発 (2009)
  • Author(s): 今中平造, 加治屋貴博, 浅井朋彦, 小野靖
  • Journal Title: 電気学会論文誌A Volume: 129 Pages: 802-808
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Reconstruction of a toroidal flow profile of a fieldreversed configuration (2011)
  • Author(s): Y. Fujikawa, T. Asai, M. Gouda, Ts. Takahashi, L. C. Steinhauer, To. Takahashi
  • Organizer: 21st Interntional Toki Conference
  • Place of Presentation: 岐阜県土岐市
  • Year and Date: 2011-11-29
• [Presentation] Toroidal spin-up caused by an anomalous loss of the electron angular momentum of a field reversed configuration (2011)
  • Author(s): T. Takahashi, F. P. Iizhna, T. Watanabe, T. Asai
  • Organizer: 21st Interntional Toki Conference
  • Place of Presentation: 岐阜県土岐市
  • Year and Date: 2011-11-28
• [Presentation] Electron fluid perturbation and related electron transport in a fieldreversed configuration (2011)
  • Author(s): Fusaki P. IIZIMA, Toshiki TAKAHASHI and Tomohiko ASAI
  • Organizer: 21st Interntional Toki Conference
  • Place of Presentation: 岐阜県土岐市
  • Year and Date: 2011-11-28
• [Presentation] 移送過程における磁場反転配位プラズマの磁気構造 (2011)
  • Author(s): 多田直樹, 秋本和宏, 山内貴紀, 浅井朋彦, 高橋努
  • Organizer: Plasma Conference 2011
  • Place of Presentation: 石川県金沢市
  • Year and Date: 2011-11-23
• [Presentation] 移送法によるFRCプラズマのパラメータ制御 (2011)
  • Author(s): 関口純一, 瓜生博俊, 井通暁, 高橋俊樹, 高橋努, 浅井朋彦
  • Organizer: Plasma Conference 2011
  • Place of Presentation: 石川県金沢市
  • Year and Date: 2011-11-23
• [Presentation] 中性粒子化セル中におけるCTパラメータの変化と中性粒子フロー生成との関係 (2011)
  • Author(s): 福本直之, 宮澤順一, 後藤基志, 高橋俊樹, 菊池祐介, 永田正義, 浅井朋彦, 政宗貞男, 山田弘司
  • Organizer: Plasma Conference 2011
  • Place of Presentation: 石川県金沢市
  • Year and Date: 2011-11-23
• [Presentation] 磁化同軸ガンを用いたFRCプラズマへの磁気ヘリシティ注入 (2011)
  • Author(s): 松永宏幸, 高瀬敦司, 板垣宏知, 高橋努, L. C. Steillhauer, 浅井朋彦
  • Organizer: Plasma Conference 2011
  • Place of Presentation: 石川県金沢市
  • Year and Date: 2011-11-23
• [Presentation] FRCプラズマ内部のトロイダル流速分布の再構成 (2011)
  • Author(s): 藤川雅透, 郷田みどり, 高橋努, Loren. C. Steinhauer, 浅井朋彦
  • Organizer: PlasmaConference2011
  • Place of Presentation: 石川県金沢市
  • Year and Date: 2011-11-23
• [Presentation] IGBTインバータによる連続生成磁化プラズマの生成および保持特性 (2011)
  • Author(s): 板垣宏知, 山崎翠, 藤田侑希, 高津幹夫, 小口治久, 浅井朋彦
  • Organizer: PlasmaConference2011
  • Place of Presentation: 石川県金沢市
  • Year and Date: 2011-11-23
• [Presentation] Toroidal spin-up due to electron fluid fluctuation of a fieldreversed configuration (2011)
  • Author(s): To. Takahashi, F. P. Iizima, T. Asai
  • Organizer: Workshop on Innovation in Fusion Science(ICC2411) and US-Japan Workshop on Compact Torus Plasma
  • Place of Presentation: アメリカ合衆国・シアトル
  • Year and Date: 2011-08-19
• [Presentation] Control of fieldreversed configurations through a translation process (2011)
  • Author(s): H. Uiyu, T. Asai, H. Tamura, J. Sekiguchi, Ts. Takahashi, M. Inomoto, To. Takahashi
  • Organizer: Workshop on Innovation in Fusion Science(ICC2011) and US-Japan Workshop on Compact Torus Plasma
  • Place of Presentation: アメリカ合衆国・シアトル
  • Year and Date: 2011-08-19
• [Presentation] Neutral Beam Injection to Oblate FRC Formed by Plasma Merging Method (2011)
  • Author(s): M. Inomoto, T. Ii, K. Gi, T. Umezawa, Y. Ono, T. Asai, S. Okada
  • Organizer: Workshop on Innovation in Fusion Science(ICC2011) and US-Japan Workshop on Compact Torus Plasma
  • Place of Presentation: アメリカ合衆国・シアトル
  • Year and Date: 2011-08-19
• [Presentation] New control methods for stabilization and equilibrium of a fieldreversed configuration (2011)
  • Author(s): T. Asai, H. Matsunaga, Y. Fujikawa, Y. Matsuzawa, Ts. Takahashi, H. Itagaki, M. Inomoto, To. Takahashi, L. C. Steinhauer
  • Organizer: Workshop on Innovation in Fusion Science(ICC2011) and US-Japan Workshop on Compact Torus Plasma(招待講演)
  • Place of Presentation: アメリカ合衆国・シアトル
  • Year and Date: 2011-08-19
• [Presentation] Plasma Shield by Rotating Magnetic Field for Innovative Space Transportations (2011)
  • Author(s): Tomohiko Asai, Midori Yamazaki, Hiroaki Tomuro, Michiaki Inomoto, Toshiki Takahashi
  • Organizer: 28th International Symposium on Space Technology and Science
  • Place of Presentation: 沖縄県宜野湾市
  • Year and Date: 2011-06-09
• [Presentation] Time evolution of a magnetic structure of the fieldreversed configuration in a superAifvenic translation process (2010)
  • Author(s): Tomohiko Asai, Syunsuke Akagawa, Kazuhiro Akimoto, Naoki Tada, Tsutomu Takahashi, Hiroyasu Tazawa
  • Organizer: 20th International Toki Conference(ITC-20)
  • Place of Presentation: 土岐市
  • Year and Date: 2010-12-08
• [Presentation] Magnetized plasma flow injection into tokamak and high-beta compact torus plasmas (2010)
  • Author(s): Hiroyuki Matsunaga, Yuuki Komoriya, Hiroyasu Tazawa, Tomohiko Asai, Tsutomu Takahashi, Loren Steinhauer, Hirotomo Itagaki, Takumi Onchi, Akira Hirose
  • Organizer: 52nd Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
  • Place of Presentation: 米国シカゴ
  • Year and Date: 2010-11-11
• [Presentation] Merging Formation of Large-Size FieldReversed Configurations with the Assistance of Neutral Beam Injection (2010)
  • Author(s): TCRU II, KEII GI, TGSHIYUKI UMEZAWA, MICHIAKI INOMOTO, YASUSHI ONO, ATSUSHI OSAKI, HIROYUKI MATSUNAGA, TOMOHIKO ASAI
  • Organizer: 52nd Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
  • Place of Presentation: 米国シカゴ
  • Year and Date: 2010-11-09
• [Presentation] 小型磁化同軸ガンによる高速プラズマ流の加速特性 (2010)
  • Author(s): 沼澤廣斗, 寺嶋悠紀, 藤田侑希, 平野洋一, 浅井朋彦, 小口治久, 板垣宏知
  • Organizer: 第8回核融合エネルギー連合講演会
  • Place of Presentation: 高山市
  • Year and Date: 2010-06-11
• [Presentation] 分光計測による磁場反転配位プラズマにおける中性粒子の計測 (2010)
  • Author(s): 松澤芳樹, 赤川駿介, 関谷修平, 小森谷勇樹, 平山泰行, 田澤仁康, 藤川雅透, 浅井朋彦, 平野洋一, 高橋努
  • Organizer: 第8回核融合エネルギー連合講演会
  • Place of Presentation: 高山市
  • Year and Date: 2010-06-11
• [Presentation] 磁場反転配位プラズマ移送過程のセパラトリックス構造 (2010)
  • Author(s): 高橋努, 日吉まゆ, 田邨尚郎, 赤川駿介, 井ロー輝, 小森谷勇樹, 佐藤幸志, 平山泰行, 秋本和宏, 藤川雅透, 山口荘輔, 松澤芳樹, 浅井朋彦, 平野洋一
  • Organizer: 第8回核融合エネルギー連合講演会
  • Place of Presentation: 高山市
  • Year and Date: 2010-06-11
• [Presentation] 移送FRCプラズマにおける反射前後の比較 (2010)
  • Author(s): 赤川駿介, 井ロー輝, 小森谷勇気, 佐藤幸志、関谷修平、田澤仁康, 平山泰行, 秋本和宏, 多田直樹, 山口荘輔, 戸室啓明, 藤川雅透, 松澤芳樹, 浅井朋彦, 平野洋一, 高橋努
  • Organizer: 第8回核融合エネルギー連合講演会
  • Place of Presentation: 高山市
  • Year and Date: 2010-06-11
• [Presentation] Toroidal spin-up and velocity shear of a fieldreversed configuration plasma (2009)
  • Author(s): Y. Komoriya, Y. Hirayama, Y. Fujikawa, T. Asai, Ts. Takahashi, Y Matsuzawa, To. Takahashi and Y. Suzuki
  • Organizer: 19th International Toki Conference
  • Place of Presentation: 岐阜県土岐市
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Presentation] Characteristic of a repetitively injected spheromak in a vertical guidefield (2009)
  • Author(s): H. Itagaki, H, Numasawa, K. Kishi, Y. Terashima, YFujita, T. Awane, T. Asai, T. Takahashi, Y, Hirano
  • Organizer: 19th International Toki Conference
  • Place of Presentation: 岐阜県土岐市
  • Year and Date: 2009-12-08
• [Presentation] SPICA装置を用いた高速CTプラズマの中性粒子フロー化とその定量的評価 (2009)
  • Author(s): 福本直之, 宮澤順一, 後藤基志, 高橋俊樹, 菊池祐介, 永田正義, 浅井朋彦, 政宗貞男, 山田弘司
  • Organizer: 第26回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 京都市国際交流会館
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Presentation] ワッシャーガンイオン源によるNBIの生成と評価 (2009)
  • Author(s): 根本祐一, 東晃由, 松永宏幸, 今中平造, 浅井朋彦, 井通暁, 高瀬雄一, 図子秀樹, 小野靖
  • Organizer: 第26回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 京都市国際交流会館
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Presentation] FRCのトロイダル流速時間発展における電離の影響 (2009)
  • Author(s): 高橋俊樹, 浅井朋彦, 高橋努
  • Organizer: 第26回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 京都市国際交流会館
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Presentation] SPICA装置のCT生成加速部電源一段化と高速中性粒子フロー生成への応用 (2009)
  • Author(s): 福本直之, 宮澤順一, 菊池祐介, 永田正義, 高橋俊樹, 浅井朋彦, 高橋努, 政宗貞男, 三瓶明希夫, 井通暁, 入江克
  • Organizer: 第26回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 京都市国際交流会館
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Presentation] 多チャンネルPMTトモグラフィカメラによるコンパクトトーラスの放射光分布計測 (2009)
  • Author(s): 戸室啓明, 井口一輝, 浅井朋彦
  • Organizer: 第26回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 京都市国際交流会館
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Presentation] FRCプラズマにおけるトロイダル流の空間分布 (2009)
  • Author(s): 平山泰行, 田邨尚郎, 小森谷勇樹, 赤川駿介, 藤川雅透, 松澤芳樹, 高橋努, 浅井朋彦, 高橋俊樹
  • Organizer: 第26回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 京都市国際交流会館
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Presentation] 磁束保持管中の磁化プラズマ流の緩和現象 (2009)
  • Author(s): 田澤仁康, 小石章太郎, 板垣宏知, 浅井朋彦, 高橋努, 平野洋一
  • Organizer: 第26回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 京都市国際交流会館
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Presentation] 高繰り返し生成ガンスフェロマックの生成効率 (2009)
  • Author(s): 沼澤廣斗, 板垣宏知, 藤田侑希, 岸香織, 寺嶋悠紀, 粟根毅, 浅井朋彦
  • Organizer: 第26回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 京都市国際交流会館
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Presentation] 移送FRCプラズマにおけるセンターソレノイドを用いた電流駆動 (2009)
  • Author(s): 井ロー輝, 小森谷勇樹, 大崎敦史, 浅井朋彦, 高橋努, 平野洋一, 高橋俊樹, 井通暁
  • Organizer: 第26回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 京都市国際交流会館
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Presentation] 垂直磁場領域における移送ガンスフェロマックの大域的挙動 (2009)
  • Author(s): 藤田侑希, 沼澤廣斗, 寺嶋悠紀, 藤谷公彦, 山崎翠, 浅井朋彦, 平野洋一, 小口治久
  • Organizer: 第27回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 札幌市
  • Year and Date: 2009-12-02
• [Presentation] 磁化同軸ガンによるFRCプラズマへの磁気ヘリシティ注入 (2009)
  • Author(s): 森谷勇樹, 松永宏幸, 浅井朋彦, 高橋努, Loren Steinhauer
  • Organizer: 第27回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 札幌市
  • Year and Date: 2009-12-02
• [Presentation] 高繰り返し同軸ガンにおけるスフェロマック衝突時の真空紫外分光計測 (2009)
  • Author(s): 寺嶋悠紀, 岸香織, 板垣宏知, 沼澤廣斗, 粟根毅, 藤田侑希, 平野洋一, 浅井朋彦
  • Organizer: 第26回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 京都市国際交流会館
  • Year and Date: 2009-12-01
• [Presentation] 高橋努FRCプラズマの移送過程における閉じ込め特性 (2009)
  • Author(s): 赤川駿介, 田邨尚郎, 日吉まゆ, 高尾昂平, 関谷修平, 佐藤幸志, 田澤仁康, 小森谷勇樹, 平山泰行, 藤川雅透, 松澤芳樹, 浅井朋彦, 平野洋一
  • Organizer: 第26回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 京都市国際交流会館
  • Year and Date: 2009-12-01
• [Presentation] FRCプラズマの抵抗率 (2009)
  • Author(s): 廣井雅典, 池山多恵子, 浅井朋彦, 高橋努, 大熊康典, 野木靖之
  • Organizer: 第26回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 京都市国際交流会館
  • Year and Date: 2009-12-01
• [Presentation] 磁場反転配位プラズマ周辺での電場検出 (2009)
  • Author(s): 池山多恵子, 廣井雅典, 浅井朋彦, 高橋努, 大熊康典, 野木靖之
  • Organizer: 第26回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 京都市国際交流会館
  • Year and Date: 2009-12-01
• [Presentation] TS-4装置におけるNBIを用いた大型FRCの合体生成 (2009)
  • Author(s): 伊井亨, 大崎敦史, 魏啓為, 松永宏幸, 梅澤俊之, 平野洋一, 浅井朋彦, 井通暁, 小野靖
  • Organizer: 第27回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 札幌市
  • Year and Date: 2009-11-30
• [Presentation] ワッシャーガンをプラズマ源としたNBIの評価と球状トカマクへの入射実験 (2009)
  • Author(s): 大崎敦史, 伊井亨, 魏啓為, 梅澤俊之, 浅井朋彦, 平野洋一, 井通暁, 小野靖
  • Organizer: 第27回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 札幌市
  • Year and Date: 2009-11-30
• [Presentation] 移送磁場反転配位プラズマの放射光計測 (2009)
  • Author(s): 山口荘輔, 赤川駿介, 田澤仁康, 平山泰行, 藤川雅透, 戸室啓明, 井之脇祐太, 松澤芳樹, 浅井朋彦, 平塁予洋一, 高橋努
  • Organizer: 第27回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 札幌市
  • Year and Date: 2009-11-30
• [Presentation] FRCプラズマの下流部における反射点の測定 (2009)
  • Author(s): 多田直樹, 山内貴紀, 秋本和宏, 赤川駿介, 松澤芳樹, 浅井朋彦, 平野洋一, 高橋努
  • Organizer: 第27回プラズマ・核融合学会年会
  • Place of Presentation: 札幌市
  • Year and Date: 2009-11-30
• [Presentation] Detection of electric field around fieldreversed configuration plasma (2009)
  • Author(s): T. IKEYAMA, M. HIROI, T. ASAI, TS. TAKAHASHI, Y. OHKUMA, Y. NOGI
  • Organizer: 51st Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
  • Place of Presentation: 米国,ジョージア州アトランタ
  • Year and Date: 2009-11-05
• [Book] Topics in Magnetohydrodynamics,(Chapter 5 : MHD Activity in an Extremely High-Beta Compact Toroid (2012)
  • Author(s): Tomohiko Asai and Tsutomu Takahashi
  • Total Pages: 117-134
  • Publisher: INTECH
• [Patent(Industrial Property Rights)] 同軸磁化プラズマ生成装置と同軸磁化プラズマ生成装置を用いた膜形成装置 (2011)
  • Inventor(s): 浅井朋彦,高橋努
  • Industrial Property Rights Holder: 日本大学
  • Industrial Property Number: 特許、特許第4769014号
  • Acquisition Date: 2011-06-24
• [Patent(Industrial Property Rights)] プラズマ光源とその紫外光発生方法 (2010)
  • Inventor(s): 浅井朋彦, 他4名
  • Industrial Property Rights Holder: 日本大学
  • Industrial Property Number: PCT国際出願、PCT/JP2010/053213
  • Filing Date: 2010-03-01
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 同軸磁化プラズマ生成装置 (2009)
  • Inventor(s): 浅井朋彦, 他2名
  • Industrial Property Rights Holder: 日本大学
  • Industrial Property Number: 特許、特願2009・171864
  • Filing Date: 2009-07-22
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 同軸磁化プラズマ生成装置 (2009)
  • Inventor(s): 浅井朋彦, 他2名
  • Industrial Property Rights Holder: 日本大学
  • Industrial Property Number: 特許、特願2009・171864
  • Filing Date: 2009-07-22
  • Overseas