2013 Fiscal Year Annual Research Report
高エネルギーイオン励起不安定性を介したバルクイオン加熱の実験的検討
| Project/Area Number |
24656561
|
|---|
| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
|---|
Principal Investigator |
長壁 正樹 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (90280601)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 昭博 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (00390633)
井戸 毅 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (50332185)
徳沢 季彦 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (90311208)
|
|---|
| Keywords | GAM / 高速イオン励起不安定性 / イオン異常加熱 / αチャンネリング |
|---|
| Research Abstract |
大型ヘリカル装置においては、トロイダルモード数がゼロである高速イオン励起不安定性が発生したときに、バルクイオンのエネルギー帯を観測する接線視線の中性粒子分析装置によって、イオン温度が上昇する現象が観測されている。H25年度の結果から、この不安定性が高速イオン励起測地線音波モード(Energetic particle driven Geodesic Acoustic Mode:EGAM)であることが示唆された。
今年度は、従来行われていた磁場揺動のポロイダル方向成分(δB_θ)計測に加え、径方向成分(δB_r)の計測を実施し、そのポロイダル構造を調べた。その結果、磁場揺動のポロイダル構造には定在波的な特徴を示す節が存在し、その節の位置がδB_θ成分とδB_r成分では、約45度ずれていることが明らかとなった。理論的に予測されるGAMの磁場揺動成分のポロイダル構造と一致する。この結果から、観測されている不安定性がEGAMであることが明らかとなった。
重イオンビームプローブ法(Heavy Ion Beam Probe:HIBP)で、プラズマ内部の静電ポテンシャル揺動成分を調べたところ、静電揺動はプラズマ中心部に存在し、そのポロイダル成分がゼロであることがわかった。また、イオン温度の変動が見られ場合においては、静電揺動の振幅が大き過ぎて計測範囲を逸脱し、従来は揺動強度を正確に観測することが出来なかった。そこで、HIBPのイオン源及びその電源を改良し、観測可能な状態にした。その結果、イオン温度の変動が見られる時の静電揺動強度が10kVに及ぶことが明らかとなった。
また、この時のイオン温度上昇のメカニズムとして、加熱の増加或いは、閉じ込め改善に起因するものが考えられるが、パワーバランス解析を行い、これがイオン加熱の増加であることを明らかにした。
|
Research Products
(6 results)
-
-
-
[Presentation] Large electrostatic potential fluctuation associated with energetic-particle driven geodesic acoustic mode in LHD2013
Author(s)
T. Ido, A. Shimizu, M. Osakabe, M. Nishiura, M. Kurachi, S. Kato, S.Satake, K. Itoh, T. Watari, and LHD experiment group
Organizer
23rd International Toki Conference
Place of Presentation
Toki, Japan
Year and Date
20131118-20131118
-
[Presentation] Indication of anomalous ion-heating associated with energetic particle driven Geodesic Acoustic Mode(GAM) on LHD2013
Author(s)
M.Osakabe, T.Ido, K.Ogawa, A.Shimizu, M.Yokoyama, M.Isobe, K.Toi, S.Kubo, D.A.Spong, K.Nagaoka, Y.Takeiri and LHD-group
Organizer
高エネルギー粒子に関わるIAEA技術専門家会合
Place of Presentation
Beijin,China
Year and Date
20130917-20130920
Invited
-
[Presentation] Characteristics of EGAM and influence on ion energy spectra in the LHD plasmas2013
Author(s)
T. Ido, M. Osakabe, A. Shimizu, M. Nishiura, T. Itoh, T. Watari, K.Itoh, Y. Yoshimura, K. Toi, K. Ogawa, S. Satake, and the LHD experiment group
Organizer
3rd Asia Pacific Transport Working Group International Conference
Place of Presentation
Jeju, Korea
Year and Date
20130521-20130524
-
[Presentation] Measurement of ion mass density by GAM spectroscopy2013
Author(s)
T. Tokuzawa, S. Inagaki, K. Itoh, S.-I. Itoh, K. Ida, T. Ido, A. Shimizu, A. Fujisawa, H. Yamada, K. Toi, K. Ogawa, M. Isobe, M. Osakabe, K. Tanaka, I. Yamada, S. Morita, M. Goto, S. Sakakibara, Y. Nagayama a, K. Kawahata, and LHD Experiment Group
Organizer
3rd Asia Pacific Transport Working Group (APTWG) International conference
Place of Presentation
Jeju, Korea
Year and Date
20130521-20130524
