トカマクプラズマにおける乱流非線形エネルギー移送の空間非対称性の研究

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23360409
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 永島 芳彦 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (90390632)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 江尻 晶 東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (30249966) ; 高瀬 雄一 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (70292828)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: プラズマ乱流 / 非線形エネルギー移送 / 空間非対称性 / トカマク / 直線プラズマ装置

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、トカマクプラズマの最外殻磁気面近傍（プラズマ内側）を対象に、大域的輸送に大きく寄与すると考えられる乱流揺動を広範な領域で実測し、乱流揺動間の線形相関・非線形相互作用を分析して、マルチスケール乱流の線径・非線形・非局所エネルギー移送について磁気面上での空間非対称性の実体解明を目的とする。その実現のため、１：トカマクプラズマの強磁場側・弱磁場側領域をカバーする観測器を整備して、種々の揺動を広範な空間領域で観測すること及び、２：観測した揺動データに対し、申請者が開拓してきたバイスペクトル解析などの非線形解析法を適用し、遠距離間のエネルギー流や局所的非線形エネルギー移送関数、中間スケール揺動を媒介としたエネルギー移送関数の強度と符号、それらの空間的相違の直接検定を目的とする。
まず東京大学のTST-2装置では、昨年度に導入した改造プローブを用いて、電子温度揺動を無視せず静電ポテンシャル揺動を計測し、エネルギー移送関数であるレイノルズ応力を求めた。また、強磁場側プローブの導入し、ガスパフ位置を変更した場合の電子温度の測定を行った。さらに、電流計測用ロゴスキープローブの開発が進捗し、電流の揺動計測の可能性を広げた。
直線プラズマ装置では。非線形エネルギー流測定用の空間分解能を向上させたプローブアレイを整備した。一方、正確な静電ポテンシャルの変動をとらえるため、高速電圧掃引法を適用した結果局所的な電子温度揺動・密度揺動・ポテンシャル揺動の計測に成功し、特にポテンシャルの動的応答の実測に向けた準備が整った。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Development of a Local Current Diagnostic using a Small Rogowski Coil for a Spherical Tokamak Plasma in TST-2 (2014)
  • Author(s): Hirokazu FURUI, Yoshihiko NAGASHIMA, Yuich TAKASE, Akira EJIRI, Hidetoshi KAKUDA, Masateru SONEHARA, Takuya OOSAKO, Naoto TSUJII, Junichi HIRATSUKA, Kazuhiro IMAMURA, Takuma INADA, Keishun NAKAMURA, Ayaka NAKANISHI, Takahiro SHINYA, Hiro TOGASHI, Shintarou TSUDA, Takuma WAKATSUKI and Takashi YAMAGUCHI
  • Journal Title: Plasma Fusion Res. Volume: 9 Pages: 3402078-1-4
  • DOI: 10.1585/pfr.9.3402078
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Local current density measurement using a Rogowski probe in Tokyo Spherical Tokamak (2014)
  • Author(s): H. Furui, Y. Nagashima, Y. Takase, A. Ejiri, H. Kakuda, M. Sonehara, T. Oosako, N. Tsujii, J. Hiratsuka, K. Imamura, T. Inada, K. Nakamura, A. Nakanishi, T. Shinya, H. Togashi, S. Tsuda, T. Wakatsuki and T. Yamaguchi
  • Journal Title: Rev. Sci. Instrum. Volume: 85 Pages: 11D813-1-4
  • DOI: 10.1063/1.4887277
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Analysis of a current density diagnostic using a small Rogowski coil in the TST-2 spherical Tokamak (2014)
  • Author(s): Hirokazu Furui, Yoshihiko Nagashima, Masateru Sonehara, Yuichi Takase, Akira Ejiri, Naoto Tsujii, Takashi Yamaguchi, Takahiro Shinya, Hiro Togashi, Takuma Inada, Kazuhiro Imamura, Shintaro Tsuda, Keishun Nakamura, Toshihiro Takeuchi, Kenta Nakamura, Hiroto Homma, Satoru Yajima and Yusuke Yoshida
  • Organizer: Plasma Conference 2014
  • Place of Presentation: Toki Messe, Niigata, Japan
  • Year and Date: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [Presentation] Measurement of Temperature Fluctuation in TST-2 Spherical Tokamak by Langmuir Probe (2014)
  • Author(s): Masateru Sonehara, Yoshihiko Nagashima, Akira Ejiri, Yuichi Takase, Hirokazu Furui, Naoto Tsujii, Takashi Yamaguchi, Takahiro Shinya, Hiroshi Togashi, Kazuhiro Imamura, Takuma Inada, Shintaro Tsuda, Keishun Nakamura, Kazuhiro Takeuchi, Hiroto Homma, Satoru Yajima, Yusuke Yoshida and Kenta Nakamura
  • Organizer: Plasma Conference 2014
  • Place of Presentation: Toki Messe, Niigata, Japan
  • Year and Date: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [Presentation] 非平衡極限 - 直線プラズマにおける乱流遷移の確率過程の観測 (2014)
  • Author(s): 永島芳彦，伊藤早苗，藤澤彰英，稲垣 滋，小林達哉，山田琢磨，荒川弘之，糟谷直宏，佐々木真，M. Lesur，小菅佑輔，伊藤公孝
  • Organizer: Plasma Conference 2014
  • Place of Presentation: Toki Messe, Niigata, Japan
  • Year and Date: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [Presentation] Local current density profile measurement using a Rogowski probe in the TST-2 spherical tokamak (2014)
  • Author(s): H. Furui, Y. Nagashima, Y. Takase, A. Ejiri, H. Kakuda, M. Sonehara, T. Oosako, N. Tsujii, J. Hiratsuka, H. Homma, K. Imamura, T. Inada, K. Nakamura, K. Nakamura, T. Shinya, T. Takeuchi, H. Togashi, S. Tsuda, T. Wakatsuki, S Yajima, T. Yamaguchi and T. Yoshida
  • Organizer: 7TH JAPAN-KOREA SEMINAR ON ADVANCED DIAGNOSTICS FOR STEADY-STATE FUSION PLASMAS
  • Place of Presentation: Rubino Horikawa Kyoto, Kyoto, Japan
  • Year and Date: 2014-08-17 – 2014-08-20
• [Presentation] ロゴスキープローブを用いた電流分布計測 (2014)
  • Author(s): 古井宏和, 永島芳彦, 曽根原正晃, 高瀬雄一, 江尻晶, 辻井直人, 山口隆史, 新屋貴浩, 冨樫央, 今村和宏, 稲田拓真, 津田慎太郎, 中村京春, 竹内敏洋, 中村建大, 本間寛人, 矢嶋悟, 吉田裕亮
  • Organizer: ST研究会「球状トカマク炉のための非誘導電流駆動等の要素技術の開発」
  • Place of Presentation: 核融合科学研究所、土岐
  • Year and Date: 2014-08-04 – 2014-08-05
• [Presentation] Local current density measurement using a Rogowski probe in the TST-2 spherical tokamak (2014)
  • Author(s): H. Furui,Y. Nagashima,Y. Takase,A. Ejiri, H. Kakuda, M. Sonehara, T. Oosako, N. Tsujii, J. Hiratsuka, K. Imamura, T. Inada, K. Nakamura, A. Nakanishi, T. Shinya, H. Togashi, S. Tsuda, T. Wakatsuki, and T. Yamaguchi
  • Organizer: 20th Topical Conference on High-Temperature Plasma Diagnostics
  • Place of Presentation: Atkanta, GA, USA
  • Year and Date: 2014-06-01 – 2014-06-05
• [Presentation] 空間積分データを用いた条件付き仕分けによる乱流実験解析 (2014)
  • Author(s): 永島芳彦，伊藤早苗，稲垣滋，鎌滝晋礼，荒川弘之，糟谷直宏，矢木雅敏，藤澤彰英，伊藤公孝
  • Organizer: 日本物理学会第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学湘南キャンパス
  • Year and Date: 2014-03-27 – 2014-03-30
• [Presentation] 直線プラズマドリフト波乱流中の非線形力 (2013)
  • Author(s): 永島芳彦，伊藤早苗，稲垣 滋，鎌滝晋礼，荒川弘之， 糟谷直宏，矢木雅敏，藤澤彰英，伊藤公孝
  • Organizer: プラズマ・核融合学会第30回年会
  • Place of Presentation: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • Year and Date: 2013-12-03 – 2013-12-06
• [Presentation] Investigation of Essential Nonlinear Processes in Plasma Turbulence (2013)
  • Author(s): Yoshihiko Nagashima, SANAE INOUE ITOH, Inagaki Shigeru, KAMATAKI KUNIHIRO, H. Arakawa, Takuma Yamada, Naohiro Kasuya, M. Yagi, Akihide Fujisawa, K. Itoh
  • Organizer: European Physical Society Plasma Physics
  • Place of Presentation: Espoo, Finland
  • Year and Date: 2013-07-01 – 2013-07-05
  • Invited
• [Remarks] 九州大学 研究者情報
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K004384/