| 研究課題/領域番号 |
05808041
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
プラズマ理工学
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| 研究機関 | 核融合科学研究所 |
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研究代表者 |
富田 幸博 (冨田 幸博) 核融合科学研究所, 助手 (40115605)
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| 研究分担者 |
大井 正一 大阪大学, 工学部, 助教授 (50029154)
百田 弘 核融合科学研究所, 教授 (10023714)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| 研究課題ステータス |
完了 (1994年度)
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| 配分額 *注記 |
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1994年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1993年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
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| キーワード | プラズマ定常平衡 / 重水素-ヘリウム3核融合 / 種電流 / ブートストラップ電流 / 磁場反転配位 / 直接エネルギー変換 / 重水素・ヘリウム3燃料 |
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| 研究概要 |
燃料供給および運動量注入によって維持される軸対称プラズマの定常平衡に関して、粒子連続の式、プラズマ・イオンの運動論的効果を考慮した径および方位角方向の運動方程式を自己無撞着に解くことによって以下の点が明らかになった。(1)磁場配位を形成しているのは古典的粒子拡散によるブートストラップ電流と高エネルギー・ビーム電流であり、プラズマ中の異常拡散は寄与していない。(2)種電流が存在しないと磁場反転配位は得られず、拡散線型ピンチ配位が形成されるだけである。さらに、以上の系を磁場反転配位中D-^3He定常燃焼プラズマに適用することによって以下の知見を得た。(1)核融合反応による高エネルギー陽子が種電流の役目をして、その電流とブートストラップ電流とによって磁場反転配位が形成されている。(2)燃料粒子をプラズマ周辺に多く中心に少なく注入すると、ブートストラップ電流がプラズマ中心で少なく周辺で多くなり、その結果高プラズマβ値(〜90%)を持つ磁場反転配位が得られた。以上の結果を基に、磁場反転配位中の定常燃焼D-^3Heプラズマから損失する荷電粒子の運動エネルギーを直接電気エネルギーに変換する研究を遂行した。D-^3He核融合反応で発生し閉じ込め配位から損失する15MeV陽子のエネルギー回収としてLinacの逆原理を応用した進行波型直接エネルギー変換器(TWDE:Traveling Wave Direct Energy Converter)を提案した。これはは変調器と減速器で構成され、陽子ビームは変調器で速度変調を受け下流で空間的に収束する。収束した陽子ビームはビーム中に置かれたグリッド・メッシュに電流を誘起し、陽子ビーム自身は減速する。このようなTWDEC中での陽子ビームの振舞い及び電流誘起の機構を粒子シミュレーションと電気回路方程式によって自己無撞着に明らかにした。
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