左巻きトルサトロンの磁気面に関する研究

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61580013
• Research Institution: Chubu University
• Principal Investigator: 長尾 重夫 中部大学, 工学部, 教授 (40005145)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池沢 俊治郎 中部大学, 工学部, 教授 (60065282) ; 勝守 寛 中部大学, 工学部, 教授 (90065269) ; 宮島 佐介 中部大学, 工学部, 教授 (80029173) ; 阿部 芳彦 名古屋大学, プラズマ研究所, 助教授 (00005472)
• Keywords: 核融合 / プラズマ / トルサトロン / 高ベータトーラス / 磁気面 / 双極子電流楕円率 / 左巻きらせん

Research Abstract

昨年度は直線状のらせんを軸とし, 完全ならせん対〓性をもつトーラスについて, グラッド・シャフラノフのプラズマ平衡方程式を解き, 近軸解を得た. 本年度はこの解を用いて プラズマ境界を固定したまゝプラズマのベータ値が増加した場合, 装置パラメータをどのように制御しなければならないかを各種磁気面について求めた. これはトカマクについてもそのまゝ利用出来るので 興味ある結果である. また本年度はらせん軸トーラスのみならずトカマクについても, 双極子電流とポロイダル磁界とのベクトル積による力が, プラズマ圧力によってトーラス大半径を大きくする方向に働く, いわゆるフープ力と釣合うことを最密解によって示すことが出来た. これによって平面軸ステラレータについても同様なことが近似的に成立することが明白になった. これまでは, この作用はフィルシュシュルータ電流によって行われるとの説があったが, これは磁場に平行な電流であるため実際の力とはならず, 誤った解釈である. これらの計算の結果, トカマクの重直磁場の公式としてはシャフラノフの式が有名であるが, この式のうちプラズマ圧力に比例する項は不要であること, またらせん軸トーラスやステラレータにおいて正味の電流がないにも拘らず, 重直磁場によって磁気面の位置を制御出来ることも理解出来るようになった.
しかし左巻トルサトロンの磁気面について, この双極子電流を計算した結果, 右巻きトルサトロンに比較し 電流密度が約2倍程度大きいことが明らかなった. そのためベータ値の小さい範囲では磁気井戸の効果も大きいので有利であるが, ベータ値の上限としては, 楕円率ε>0の右巻きらせん軸トーラの方が優れているのではないかと考えられる. これらについては, 今後さらに検討する必要がある.

Research Products

• [Publications] 長尾 重夫: 核融合研究. 58. 175-180 (1987)
• [Publications] 長尾 重夫: 核融合研究. 58. 181-187 (1987)
• [Publications] 長尾 重夫: 核融合研究.
• [Publications] 長尾重夫: Nuclear Fusion.
• [Publications] 長尾 重夫: Nuclear Fusion.
• [Publications] 長尾 重夫: 中部大学総合工学研究所. 2. 1-10 (1988)