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 – 2021-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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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 / 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 |
本年度は、高周波揺動 (~MHz) ETG (Electron Temperature Gradient) モードと低周波領域 (~kHz) の帯状流を直接同時計測する手法の構築を目指した。具体的に、高周波用静電プローブや計測回路の制作を主に行い、それを用いて九州大学の直線へリコンプラズマ乱流装置PANTA (Plasma Assembly for Nonlinear Turbulence Analysis) で電子温度勾配 (ETG) が形成する実験条件下でETGモードと低周波揺動の測定を行った. さらに、新しい高周波用静電プローブで従来のPANTAの静電プローブより高い周波数 (< 2 MHz) まで揺動計測が可能になった。
また、レーザートムソン散乱計測よりPANTAにおける電子温度勾配は、相対的に高い値を示す実験条件（磁場;1500 G,中性ガス;１mTorr) で電子温度勾配のパラメータeta (密度勾配長Lne / 電子温度勾配長LTe) は約1.3であることが確認できた。しかしながら、ETGモードによる高周波揺動は高周波用静電プローブで観測出来なかった。一方、東北大学の直線プラズマ装置QT-Upgrade Machineでは、eta ~ 3.3の実験条件下で顕著なETGモードが観測されたので、PANTAにおける電子温度勾配はまだETGモードを励起させる閾値を超えてないと考えられる。次年度では、PANTAにおける電子温度勾配のパラメータetaが ＞1.3になる実験条件を得る工夫が必要である。
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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
高周波ETGモードを直接測定するため、高周波用静電プローブの制作を行った。 その結果、従来のPANTAの静電プローブより高い周波数 (< 2 MHz) まで揺動計測は可能になったので、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 |
来年度の研究では、PANTAプラズマにおける電子温度勾配をより高く形成する方法(eta＞1.3) を探して、高周波用静電プローブを用いてETGモードの直接測定を主に行う。 また，局所的な揺動計測の静電プローブと２次元乱流計測のトモグラフィーシステムを同時計測することで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ことを目指す.
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Report
(1 results)
Research Products
(6 results)
