Verification of Suppression Effect of Zonal Flow on Electron Temperature Gradient Mode in Magnetized Plasma
| Project/Area Number |
19K23426
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0202:Condensed matter physics, plasma science, nuclear engineering, earth resources engineering, energy engineering, and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
文 贊鎬 九州大学, 応用力学研究所, 助教 (50734753)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | ETGモード / 電子温度勾配 / 高周波揺動 / ヘリウムプラズマ / プラズマ揺動 |
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| Outline of Research at the Start |
核融合プラズマ閉じ込め装置における異常輸送の新たな要因として注目を集めている「電子温度勾配（ETG）不安定性（ETGモード）駆動乱流の抑制機構」を解明することが，経済的な核融合発電実現の観点から重要な課題である．一方，理論やシミュレーションの研究では，ETGモードの非線形過程により巨視的な帯状流（Zonal Flow）が発生し，それによってミクロスケールのETGモードが抑制されると予測している. そこで本研究では，磁力線に垂直方向の電子温度勾配を自在に制御できるように九州大学の小型直線装置PANTAを改良して，ETGモードの非線形過程に起因するZonal Flowを実験的に検証する.
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、直線装置PANTAで高周波揺動 ETG (Electron Temperature Gradient) モードの同定及び非線形的諸特性を評価することを目指した。しかし、ヘリコンアルゴン(Ar) PANTAプラズマにおける電子温度勾配のパラメータeta (~1.3) はETGモードを励起させる（eta > ~ 3.0）に不十分であることがわかった。それでArプラズマよりイオンラーマ半径が小さい、ヘリウム (He) プラズマ（短波長のETGモードにおけるラーマ半径効果を期待）を用いてPANTAにおける乱流揺動の諸特性を高周波用静電プローブで詳細に調べた。その結果、磁場;400 G、中性ガス;～10 mTorr、周辺領域 (r = 2.5 cm)の実験条件下で低周波密度揺動 ~5.5 kHz と高周波密度揺動 ~200 kHzが当時に観測された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
PANTAにおける乱流揺動の3次元空間構造を観測するトモグラフィー 計測法を確立した。さらに、アルコンプラズマより乱流状態になるヘリウムプラズマを用いて乱流実験を行い、低周波・高周波揺動を同時に観測したので、計画の通りに順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヘリウムPANTAプラズマの周辺領域で観測された低周波・高周波揺動の同定を行い、その揺動間の非線形結合をバイスペクトル解析法で明らかにする。また、３次元トモグラフィー 計測を用いて低周波・高周波揺動の空間構造間の非線形相互作用を定量的に検証する.
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Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
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[Presentation] 直線型磁化プラズマPANTAにおける揺動の3次元ダイナミクス2020
Author(s)
文贊鎬, 稲垣滋, 永島芳彦, 山崎広太郎, 糟谷直宏, 小菅佑輔, 佐々木真, 井戸毅, 山田琢磨, 赤司智宏, 小林大輝, 西村大輝, 藤澤彰英
Organizer
日本物理学会 2020年秋季大会
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