2014 Fiscal Year Annual Research Report
急速合体加熱と定常中性粒子ビーム加熱を駆使した球状トーラスの限界ベータ検証実験
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22246119
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
小野 靖 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (30214191)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井 通暁 東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (00324799)
清水 敏文 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 准教授 (60311180)
榊田 創 独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 主任研究員 (90357088)
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Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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Keywords | ベータ限界 / プラズマ合体 / 中性粒子ビーム / 球状トカマク / 磁場反転配位 / 磁気リコネクション / プラズマ加熱 / 圧力駆動型不安定 |
Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は, (A) STの同極性合体と(B) 異極性合体生成FRCへのトロイダル磁場印加の2手法と中性粒子ビーム入射NBIをテストし,限界ベータの拡大機構を検証した。 ベータを高めるとトロイダルモード数20-100程度の圧力駆動型の高次不安定が発生して,プラズマを配位外へ排出する現象が高精細の磁気計測と電子密度計測によって見出された。ベータ値拡大の可否はこの高次圧力駆動型不安定を抑制できるか否かであることがはっきりしてきた。同不安定はコヒーレントでトロイダル方向に回転しており,これが導体壁によってロックされると局所的に成長して密度排出・ベータ低下を招く。導体壁の設置は効果があっても,誘導電流の見積が不可欠であることがわかった。 反面,高次不安定の回転をNBI等の要因で増力すると,回転速度に速度シアが発生して,高次圧力駆動型不安定が抑制されることが明らかになった。高ベータを維持できる場合は合体形成される超高ベータSTの電流密度・熱圧力分布はかなりホローであり,バルーニングキンク不安定をはじめとする交換不安定が抑制される絶対極小磁場配位に近い分布であることがわかってきた。 成果公表は,まず,5月に磁気リコネクションMR国際会議を東京大学で主催して,合体・リコネクション加熱に関する実験・理論の研究成果を集約し,10月の米国物理学会プラズマ物理部門大会の招待講演,IAEA Fusion Energy Conference 2014の日本代表論文でSTの合体・リコネクション加熱の桁違いに大きい加熱の物理と有用性を紹介した。一般科学雑誌日経エレクトロニクスからも取材があり,2015年2月号で合体・リコネクション加熱炉の有用性が紹介された。Physics of Plasmas誌の依頼により,同誌の磁気リコネクション論文特集を担当しており,最終的な成果公表に用いる予定である。
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Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(49 results)
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[Journal Article] High Power Heating of Magnetic Reconnection in Merging Tokamak Experiments (Invited)2015
Author(s)
Y. Ono, H. Tanabe, T. Yamada, K. Gi, T. Watanabe , T. Ii, M. Gryaznevich, R. Scannell, N. Conway, B. Crowley, C. Michael
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Journal Title
Physics of Plasmas
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Centre-solenoid-free merging start-up of spherical tokamak plasmas in UTST2015
Author(s)
M. Inomoto, T.G. Watanabe, K. Gi, K. Yamasaki, S. Kamio, R. Imazawa, T. Yamada, X. Guo, T. Ushiki, H. Ishikawa, H. Nakamata, N. Kawakami, T. Sugawara, K. Matsuyama, K. Noma, A. Kuwahata and H. Tanabe
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Journal Title
Nuclear Fusion
Volume: 55
Pages: 033013
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Generation of Energetic Electrons by Magnetic Reconnection with Presence of High Guide Field2014
Author(s)
M. Inomoto, T.G. Watanabe1, K. Yamasaki, S. Kamio, T. Yamada, A. Wang, X. Guo, T. Ushiki, H. Ishikawa, H. Nakamata, H. Itagaki, A. Kuwahata, B. Gao, R. Yanai, Y. Ono
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Journal Title
Fusion Energy 2014
Volume: 1
Pages: EX/P1-51
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Investigation of high guide field reconnection in UTST merging experiment using floating potential measurement2014
Author(s)
K. Yamasaki, S. Inoue, S. Kamio, T. G. Watanabe, A. Wang, X. Guo, H. Ishikawa, T. Ushiki, H. Nakamanta, T. Sugawara, K. Matsuyama, N. Kawakami, T. Yamada, M. Inomoto, C. Z. Cheng, Y. Ono
Organizer
3rd A3 Foresight Workshop on Spherical Torus (ST)
Place of Presentation
オークラアカデミヤパークホテル(千葉県木更津市)
Year and Date
2014-12-15 – 2014-12-17
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[Presentation] Ion Heating Characteristics of Merging/Reconnection Startup in MAST Spherical Tokamak Experiment2014
Author(s)
Hiroshi Tanabe, Takuma Yamada, Takenori Watanabe, Keii Gi, Akihiro Kuwahata, Kazutake Kadowaki, Yasuhiro Kaminou, Hideya Koike, Kento Nishida, Suguru Imanaka, Haruki Yamanaka, Setthivoine You, Brendan Crowley, Neil Conway, Rory Scannel, Mikhail Gryaznevich, Michiaki Inomoto, Yasushi Ono
Organizer
56th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
Place of Presentation
New Orleans, Louisiana, USA
Year and Date
2014-10-27 – 2014-10-31
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[Presentation] Floating Potential Measurement for High Guide Field Magnetic Reconnection in the UTST Tokamak Merging Experiment2014
Author(s)
Kotaro Yamasaki, Shizuo Inoue, Shuji Kamio, Takenori Watanabe, Anqi Wang, Xuehan Guo, Hiroki Ishikawa, Tomohiko Ushiki, Hiroki Nakamata, Takumichi Sugawara, Keita Matsuyama, Naoto Kawakami, Takuma Yamada, Michiaki Inomoto, Frank Cheng, Yasushi Ono
Organizer
56th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
Place of Presentation
New Orleans, Louisiana, USA
Year and Date
2014-10-27 – 2014-10-31
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[Presentation] Generation of Energetic Electrons by Magnetic Reconnection with Presence of High Guide Field2014
Author(s)
M. Inomoto, T.G. Watanabe, K. Yamasaki, S. Kamio, T. Yamada, A. Wang, X. Guo, T. Ushiki, H. Ishikawa, H. Nakamata, H. Itagaki, A. Kuwahata, B. Gao, R. Yanai
Organizer
25th IAEA Fusion Energy Conference
Place of Presentation
St. Petersburg, Russia
Year and Date
2014-10-13 – 2014-10-19
Invited
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[Presentation] Merging startup of high beta spherical tokamak by using outer poloidal field coils2014
Author(s)
M. Inomoto, T.G. Watanabe, K. Yamasaki, A. Wang, T. Ushiki, X. Guo, H. Ishikawa, H. Nakamata, N. Kawakami, T. Sugawara, K. Matsuyama, Y. Ono
Organizer
Workshop on Exploratory Topics in Plasma and Fusion Research (EPR) and US-Japan Compact Torus (CT) Workshop
Place of Presentation
Madison, Wisconsin, USA
Year and Date
2014-08-05 – 2014-08-08
Invited
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[Presentation] Observation of Soft X-ray Emission during Spherical Tokamak Merging in UTST2014
Author(s)
T. Ushiki, T.G Watanabe, K. Yamasaki, A. Wang, H. Ishikawa, X. Guo, H. Nakamata, H. Koguchi, M. Inomoto, Y. Ono
Organizer
A3 Foresight 2nd Summer School on Spherical Torus
Place of Presentation
Jeju, Korea
Year and Date
2014-06-30 – 2014-07-04
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[Presentation] Floating potential measurement during magnetic reconnection with strong guide field in the UTST merging experiment2014
Author(s)
K. Yamasaki, S. Inoue, S. Kamio, T. G. Watanabe, A. Wang, T. Ushiki, H. Ishikawa, X. Guo, H. Nakamata, C. Z. Cheng, M. Inomoto, Y. Ono
Organizer
A3 Foresight 2nd Summer School on Spherical Torus
Place of Presentation
Jeju, Korea
Year and Date
2014-06-30 – 2014-07-04
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[Presentation] Observation of Energetic Electrons Generated during Guide Field Reconnection2014
Author(s)
M. Inomoto, T.G. Watanabe, K. Yamasaki, A. Wang, T. Ushiki, X. Guo, H. Ishikawa, H. Nakamata, A. Kuwahata, R. Yanai, Y. Ono
Organizer
US-Japan Workshop on Magnetic Reconnection (MR2014)
Place of Presentation
東京大学(東京都文京区)
Year and Date
2014-05-20 – 2014-05-23
Invited
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[Presentation] on Heating Characteristics during Reconnection Startup of ST in MAST2014
Author(s)
H. Tanabe, T. Yamada, T. Watanabe, K. Gi, A. Kuwahata, K. Kadowaki, Y. Kaminou, H. Koike, K. Nihida, M. Gryaznevich, B. Crowley, R. Scannell, N. Conway, M. Inomoto and Y. Ono
Organizer
US-Japan Workshop on Magnetic Reconnection (MR2014)
Place of Presentation
東京大学(東京都文京区)
Year and Date
2014-05-20 – 2014-05-23
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[Presentation] Kinetic picture of the energy conversionr mechanism of collisionless driven reconnection in the presence of a high guide field.\2014
Author(s)
S. Inoue, Y. Ono, R. Horiuchi, C. Z. Cheng, Y. Kaminou, X. Guo, H. Ohtani, S. Usami US-Japan Workshop on Magnetic Reconnection, Tokyo, Japan, May (2014).
Organizer
US-Japan Workshop on Magnetic Reconnection (MR2014)
Place of Presentation
東京大学(東京都文京区)
Year and Date
2014-05-20 – 2014-05-23
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[Presentation] Floating Potential Measurement during Magnetic Reconnection with Strong Guide Field in the UTST Merging Experiment2014
Author(s)
K. Yamasaki, T. G. Watanabe, A. Wang, T. Ushiki, X. Guo, H. Ishikawa, H. Nakamata, T. Yamada, C. Z. Cheng, M. Inomoto, Y. Ono
Organizer
US-Japan Workshop on Magnetic Reconnection (MR2014)
Place of Presentation
東京大学(東京都文京区)
Year and Date
2014-05-20 – 2014-05-23
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