2013 Fiscal Year Annual Research Report
交換型ＭＨＤ不安定性の飽和機構とヘリカルプラズマ閉じ込め性能への影響の研究
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25289342
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
渡辺 清政 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (00249963)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
徳沢 季彦 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (90311208)
佐藤 雅彦 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (80455211)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 交換型不安定性 / ヘリカルプラズマ / ミリ波反射系計 / 非線形飽和 |
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| Research Abstract |
1. 平成24年度以前に既設の揺動計測器(SX、ECE、磁気計測器)で収集したLHDの実験データを解析して、交換型MHD不安定性の出現、消滅が起こる実験条件を特定した。そのうち一つの磁場強度条件の実験を行い、不安定性の出現前後の閉じ込め特性の変化に関するデータ収集を行った。
2. 磁場強度1~1.5T, プラズマ密度20~40兆個/ccの密度揺動強度分布を計測するための「ミリ波反射計」の設計、製作を行った。空間8点の計測が可能なシステムを設計し、本年度は空間的に離れた4点分のミリ波発信器部と送受信アンテナ部の機器製作を行った。
3. 抵抗性交換型MHD不安定性によるヘリカル型核融合炉心プラズマの閉じ込め性能の影響を予測するための数値シミュレーションコード(ヘリカル非線形不安定性解析コード)の開発を行った。本コードは円柱体系の簡約化MHD方程式というシンプルなモデルに基づくが、プラズマ外部の磁場搖動を取り扱うことのできる自由境界安定性コードとなっている。交換型不安定性の特徴として、同じ有理面で不安定となる不安定性では波長が短いほど成長率が高くなる。一方、実験では、波長が長い不安定性ほど強い振幅を持つことが知られているため、実験を再現する仮説として、波長が短い不安定性は粘性の効果により安定化されるというモデル化を適用した。さらに、外部共鳴摂動磁場による不安定性の抑制研究にも適用可能なように、磁気面平均したポロイダル流の効果を取り込める機能を追加した。開発したコードを使って初期的な計算結果を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初期に設定した3項目が、ほぼ予定通り進展しているため
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| Strategy for Future Research Activity |
1. 平成25年度中に設計し、先行調達したミリ波送受信装置をLHDに取り付け、データ収集系を整備し、LHD実験にミリ波反射計測を適用する。実験中に周波数等の計測条件の最適化を行う。この結果を基に増強分(空間4点分)のミリ波送受信装置の仕様を確定し、部品の調達、製作を行う。また、既設のトムソン計測により得られた密度分布計測結果と組み合わせて、ルーチン的に密度揺動の空間分布が取得できるための解析ツールの整備を行う。既設の揺動分布計測器である、ECEやSXが条件よく稼動できる放電条件のもとで、ミリ波反射計と、ECEやSXの同時計測を行い、結果の系統的に比較し、計測されたモード幅や揺動強度の妥当性の検証を行う。
2. ヘリカル非線形不安定性解析コードの改修を続けるとともに、固定境界条件の下ではあるが、3次元効果を見積もるために、研究協力者であるL.Garcia氏(スペイン、カルロスIII世大学)が開発した、3次元体系に対する抵抗性MHD不安定性解析コード、FAR3D とベンチマークを行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初予算では、8チャンネル分の検出器を購入予定であったが、計測条件の見直しを初期計測後に行うことに計画を変更したため、計測製作に必要な一部の部品購入を本年度は4チャンネル分にとどめたため。
仕様の見直しを次年度の早い時期に行い、残りの4チャンネル分の計測器の部品購入を行う予定。
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Research Products
(2 results)
