RFタンデムミラーの研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62420051
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 板谷 良平 京都大学, 工学部, 教授 (90025833)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北條 仁士 筑波大学, プラズマ研究センター, 助教授 (30116660) ; 久保 寔 京都大学, 工学部, 教務職員 (80089127) ; 八坂 保能 京都大学, 工学部, 助手 (30109037) ; 阿部 宏尹 京都大学, 工学部, 講師 (30026140)
• Keywords: タンデムミラー / イオンサイクロトロン加熱 / ヘリコン波 / 2種イオン混成共鳴 / MHD安定化 / 電位 / 閉じ込め

Research Abstract

RFタンデムミラーは、イオンサイクロトロン高周波(ICRF)のみを用いてタンデムミラー閉じ込めを実現しようとするものである。昨年度のHIEIタンデムミラー本体の建設に続き、本年度は、真空排気系の増強およびプラグICRF源である2ー4MHz,200kW高周波増幅器の設計製作を行なった。1.中央セルプラズマの生成:中央部に設置した位相制御アンテナよりヘリコン/速波(HFW)を励起し半径14cmのヘリウムプラズマを生成した。レーザー干渉計により密度測定を行ない、ICRF入射電力200kWにおいて中心密度1.5×10^<13>cm^<-3>を得た。またベータ値は8%に達した。この時プラズマは安定であり、伝搬するHFWがMHD安定化に寄与していることが示された。プラズマ周辺に低振幅のm=2モード低周波揺動が励起されており、バルーニングモードの可能性がある。2.中央セルプラズマの加熱:少数イオンである水素を混入した2種イオンプラズマ中で、中央部よりミラー点に向かって伝搬するHFWは、混成共鳴層で遅波へモード変換レサイクロトロン共鳴によりプラズマを加熱する。この機構により、密度4×10^<12>cm^<-3>において最大イオン温度0.22keVを達成した。最大加熱率は少数イオン〜8%の時に得られ、これはモード変換の理論と定性的に一致する。3.電位形成:プラグセルにおいては、遅波イオン加熱およびイオンバーンシュタイン波(IBW)による電子加熱を組み合せて熱障壁付き閉じ込め電位を形成する。15MHzICRFを軸方向アンテナより入射しIBWを励起すると電子加熱が認められた。また、静電プローブにより測定された軸方向電位分布は、中央セルに対してプラグセルが約100V高いことを示しており、基本型タンデムミラーの電位分布が実現されていることが明らかになった。今後は熱障壁電位を形成して閉じ込め特性を解析する予定である。

Research Products

• [Publications] Y.YASAKA: Summary Report of US-Japan Workshop on Analysis of Experimental Results from Mirrors(Tsukuba). (1989)
• [Publications] Y.YASAKA: Proc.12th International Conf.on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research(Nice). CNー50. E-IV-5 (1988)
• [Publications] Y.YASAKA: Nuclear Fusion. 28. 1765-1770 (1988)
• [Publications] Y.YASAKA: Proc.Japan-US Workshop on 14MeV Neutron Source for Material R ＆ D Based on Plasma Devices(Osaka). 361-372 (1988)
• [Publications] 八坂保能: 核融合研究会報告書.
• [Publications] 竹〓裕正: 高周波電磁場によるプラズマの加熱と制御に関する理論・シミュレーション研究ワークショップ. 51-54 (1988)