2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study of the non-linear behavior of interchange MHD instability and its effect on the helical plasma confinement
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25289342
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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) |
佐藤 雅彦 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (80455211)
徳沢 季彦 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (90311208)
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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 / ミリ波反射計 / 非線形飽和 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 平成26年度までにLHDに設置したミリ波反射計によるプラズマ速度の空間分布の計測から、マイナーコラプスを起こすような放電で観測される不安定性(ロックトモード様不安定性)発生時に共鳴有理面付近で速度がゼロになる領域が観測された。これは、磁気島の形成を示唆し、通常の交換型不安定性と異なる内部構造を持つことが分かった。また、ロックトモード様不安定性発生時の周波数減少時のプラズマフローの計測結果より、不安定性の揺動はEXBドリフトとともに回転しており、周波数の減速は、前半は共鳴有理面が径電場が小さい領域に移動すること、後半は径電場自体が小さくなることで起こることを明らかにした。また、回転変換や電子の密度、温度分布の計測結果を基にロックトモード様不安定性発生時のMHD平衡を再構築し安定特性を数値的に解析した結果、ロックトモード様不安定性発生時には、交換型不安定性の安定性指標であるメルシエ条件が大きく不安定化するだけでなく、テアリング不安定性の安定性指標であるΔ'も大きく不安定化していることが分かった。
2. LHDではECE(電子サイクロトロン放射)を使った電子温度の揺動観測からも不安定性の空間構造の観測を行っている。3次元の磁場配位構造を持つLHDにおいては、不安定性の空間構造を複数の視線での揺動測定が望まれる。一方、既設のECE計測装置はミラーを用い設置に広い空間を必要とし、複数設置することが困難である。そこで、金属レンズで直線型のコンパクトなECE受信システムを設計し、既設型のミラー方式のECE計測装置と同等の空間分解能を備えることができるかの検討を行った。LHDの典型的な実験条件(中心磁場1.5T)で利用するWバンド(75~110GHz)帯の電磁波について、レンズの設計と試作、性能試験を通じて、金属レンズでコンパクトなECE受信システムが構築可能なことを実証した。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(10 results)
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[Journal Article] Distorted magnetic island formation during slowing down to mode locking in helical plasmas2017
Author(s)
T. Tokuzawa, Y. Takemura, K.Y. Watanabe, S. Sakakibara, Y. Narushima, H. Tsuchiya, Y. Nagayama, S. Inagaki, K. Ida, M. Yoshinuma, K. Tanaka, Y. Suzuki, I. Yamada, and the LHD Experiment Group
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Journal Title
Nuclear Fusion
Volume: ５７
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Experimental Study on Slowing-down Mechanism of Locked Mode-like Instability in LHD2017
Author(s)
Y. Takemura, K.Y. Watanabe, T. Tokuzawa, S. Sakakibara, Y. Narushima, M. Okamoto, S. Ohdachi, Y. Suzuki, K. Ida, M. Yoshinuma, H. Tsuchiya, I. Yamada and the LHD Experiment Group
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Journal Title
Plasma and Fusion Research
Volume: 12
Pages: 印刷中
Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Magnetic island formation in locked‐like mode in helical plasmas2016
Author(s)
T.Tokuzawa, Y.Takemura, K.W.Watanabe, S.Sakakibara, Y.Narushima, H.Tsuchiya, Y.Nagayama, S.Inagaki, K.Ida, M.Yoshinuma, K.Tanaka, Y.Suzuki, I.Yamada, and LHD Experiment Group
Organizer
26th IAEA Fusion Energy Conference
Place of Presentation
国立京都国際会館(京都市)
Year and Date
2016-10-17 – 2016-10-22
Int'l Joint Research
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[Presentation] Observation of oscillation of poloidal rotation velocity in LHD2016
Author(s)
T. Tokuzawa, Y. Takemura, K.W. Watanabe, S. Inagaki, K. Ida, M. Yoshinuma, S. Sakakibara, Y. Narushima, H. Tsuchiya, Y. Nagayama, K. Tanaka, I. Yamada, and the LHD Experiment Group
Organizer
18th International Congress on Plasma Physics
Place of Presentation
Kaohsiung, Taiwan
Year and Date
2016-06-27 – 2016-07-01
Int'l Joint Research
