2014 Fiscal Year Annual Research Report
プラズマの外部摂動磁場に対する応答のモデル化と可視化技術をつかったその実験的検証
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26249144
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
大舘 暁 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00270489)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 康浩 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (20397558)
山本 聡 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (70397529)
河村 学思 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (70509520)
榊原 悟 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (90280594)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 核融合プラズマ / 国際研究者交流 / 摂動磁場印可 / 周辺MHD揺動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、外部摂動磁場が磁場閉じ込めプラズマに及ぼす影響をモデル化し、そのモデルを実験的に検証できる計測技術の開発にある。外部摂動磁場が良導体である核融合プラズマへどのように浸み込むのかは現在も良くわかっていない。本研究では磁場構造の変化がもたらす輸送の変化を活用し、２次元可視化技術を使ってプラズマ内部の磁場構造を反映する情報を取得することを目指している。
２０１４年度にはプラズマからの２次元放射強度分布の精密測定から磁場構造変化を検出する実験をターゲットとして研究を行った。外部摂動磁場がプラズマに浸透したときには磁場配位がトポロジー的に変化し、プラズマの輸送が局所的に影響されることからプラズマからの局所放射分布が変化する。平衡磁場配位に対するもっとも顕著な影響は外部摂動磁場を遮蔽・増幅する有理面に流れる摂動電場であり、これによって磁気面の形状が変化することを対称の位置で観測する２台の軟X線カメラで検知する。これをシミュレーションするために本年度購入した多コアかつ、GPGPU計算が可能な計算サーバーで模擬像の生成を行い、計測可能性を定量的に検証した。この結果、２台の軟X線カメラを対称な180度離れた位置に置くことで効率よくn=1, n=3の摂動の影響を調べることができることが分かった。また、180度より若干離れた位置に設置する場合でも検知効率は大きく減少することが無いことが分かった。この結果を設置予定のGA社のDIII-Dグループに対して示し、設置の有効性についてほぼ合意に達することができた。軟X線カメラの製作に必要なコンポーネントの購入を行い、カメラの設置に備えた。
またもう一つの計測器計画である、熱パルスの２次元計測については、韓国KSTAR装置において鋸歯状振動によって生成される熱パルスの伝搬特性を計測し計測器に求められる計測精度についての情報を収集した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究の一つの柱である、２次元軟X線カメラ設置についてGA社のグループとの協議を進めたが、設置位置の点でいまだ合意に至っておらず、最終的な計測器設置の合意に至ることができなかった。本年度は早い時点で渡米してこの点についての協議を進展させる予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
もともとの計画に沿って、２種類の計測装置のトカマク装置への設置を進める。対称の位置に設置する２台の軟X線カメラについては、ハードウェアの製作、共同研究対象の機関(General Atomic社)との折衝が進んでおり当初計画通りに進展させる。
2種類目の計測装置、高速度VUVカメラ装置を使った熱パルス検出装置は、設置予定装置(韓国のKSTAR)での熱パルスの大きさや、位相変化のスケールについての情報収集を行っており、最終的な装置設計の指針とする予定である。
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