2016 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of empirical scaling of mode penetration in magnetic confined fusion plasma
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26420858
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
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 – 2017-03-31
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| Keywords | ヘリカル装置 / 巨視的不安定性 / MHD平衡 / 磁気島 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
磁場閉じ込め核融合炉において高性能プラズマを定常維持するためには、乱れのない磁場構造を維持する必要がある。しかしながら、閉じ込め磁場発生用コイルの設計精度の低下により乱れた磁場（摂動磁場）が発生する場合、摂動磁場の大きさによってはプラズマの不安定性を励起し、プラズマを崩壊させる可能性がある。このことから、外部より発生する摂動磁場がどの程度の大きさでプラズマ中に浸み込むか、また、そのパラメータ依存性について実験則を確立する必要がある。トカマクではすでにITERを対象とした磁場浸透閾値に関する実験則が構築されているが、その精度向上のため現在でも共同実験が進められている。
本研究では、ヘリカル型装置において同様の実験を進め、プラズマパラメータおよび磁場配位依存性について明らかにし、トカマクにおける実験則との比較を行い、磁場浸透閾値に対するトロイダル装置共通の物理的知見を得ることを目的としている。これまで大型ヘリカル装置の実験を通じて、ベータ値や衝突性に加え、磁気シア、磁気井戸/丘などの磁場構造に対しても依存性を持つことを明らかにした。また、トカマクで観測される電子密度依存性は、ヘリカルプラズマでは磁場配位によって大きく異なることを示した。これらの結果はMHD安定性に関する国際ワークショップ等で招待講演として発表している。現在理論モデルとの比較を通じてその物理機構の解明を進めているところである。また、発生した不安定性がプラズマ崩壊を導く際のインパクトや外部摂動磁場との関係についても研究を進め、プラズマ流の停止とともに不安定性が大きく成長することも明らかにした。
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[Journal Article] Extension of high-beta plasma operation to low-collisionality regime2017
Author(s)
S. Sakakibara, K.Y. Watanabe, H. Funaba, Y. Suzuki, S. Ohdachi, K. Ida, K. Tanaka, T. Tokuzawa, T. Morisaki, M. Osakabe, Y. Takeiri and LHD Experiment Group1
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Journal Title
Nuclear Fusion
Volume: 57
Pages: 066007
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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