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異常輸送に基づくディスラプティブ不安定性の研究

研究課題

研究課題/領域番号 07680545
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 核融合学
研究機関核融合科学研究所

研究代表者

伊藤 公孝  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (50176327)

研究分担者 伊藤 早苗  九州大学, 応用力学研究所, 教授 (70127611)
浜田 泰司  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (20023723)
佐貫 平二  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (80109355)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1997年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1996年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1995年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードdisruptive instability / anomalous transport / strong turbulence / current diffusivity / transition of turbulence / magnetic trigger / pressure gradient / toroidal plasmas / ディスラプティブ不安定性 / 異常輸送 / 強い乱流 / 電流拡散係数 / 乱流遷移 / 磁気トリガー / 圧力勾配 / トロイダルプラズマ / toroidal plasma / Subcritical turbulence / 輸送係数の分岐 / 磁気井戸
研究概要

この研究目的は、種々のディスラプションの現象の中核をなす、突発的成長(トリガー現象)と急速なプラズマ分布の発展の物理を理論的に解明することである。具体的には、異常輸送の分岐現象として崩壊現象を理論的に定式化することを目指す。
乱流輸送係数の分岐があることを理論的に示した。その分岐によって、崩壊直前に速い成長を示す揺動が突発的に発生する事を導いた。崩壊直前に突然成長する揺動が崩壊過程の直接の原因であり、様々な崩壊現象に共通する本質的機構であるとの認識を得た。揺動の発展に伴い、プラズマの分布がカタストロフィを起こし、急激に異なる状態へと遷移する事を解析した。これらの理論的成果を得て、ディスラプション現象の中核をなす、プラズマ変形の突発的発生と大規模・急激な再構成という過程に新しい描像を提案した。
不安定化をもたらす駆動力が徐々に増して行く時、揺動は連続的に増えるのではなく、駆動力がある閾値に達した所で突発的・爆発的成長を示す事が明かにされた。プラズマ変形の突発的爆発的な成長は、従来想像されている単純なMHDモードの線形不安定性ではなく、亜臨界乱流(subcritical turbulence)のように、モードの発達が不安定性をますます強める現象である。圧力勾配という駆動パラメタと、揺動振幅という物理量の間に、ヒステリシスがあることを理論的に示した。
実験データを広く検討し、そうしたヒステリシスが実際に観測されている事を見出した。崩壊現象に関する多くの観測を検討し、ここで提案した「乱流輸送の分岐による崩壊現象の発生」という描像が、広範な理解を与えることを確認した。

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (124件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (124件)

  • [文献書誌] K.ITOH snd S-1 ITOH: "Influence of Wall Matenal on the H-mode Performance" Plasma Phys.Contr.Fusion. 37. 491-496 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.ITOH, et al: "Theory of Anomalous Transport in the Reverse Field Pinch" Plasma Phys.Contr.Fusion. 37. 699-704 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.ITOH, et al.: "Self-sustained magnehc Braiding in Torsidal Plasmas" Plasma Phys.Contr.Fusion. 37. 707-713 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.ITOH, et al: "A Sawtooth Model based on the Trausport Catastrophe" Plasma Phys.Contr.Fusion. 37. 1287-1297 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Fuji, ..K.ITOH, et al.,: "Transport Modelling of L/H Transition in Tokawaks" Transactions of Fusion Technology. 27. 489-492 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fukuyama, K.ITOH, et al.: "Transport Simulation on L-mode and Improved Confinement Associated with Cuwent Profile Modification" Plasma Phys.Contr.Fusion. 37. 611-631 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.B.Kadomtsev.K.ITOH.et al.: "Fast Change in Core Transport After L-H Transition" Comments Plasma Phys.Controlled Fusion. 16. 335-341 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yagi, S-I.ITOH, et al.: "Self-Sustained plasma turbulence due to current diffusion" Phys.Plasmas. 2. 4140-4148 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.N.Sato, ..., K.ITOH: "Possibility of Simulation Experiments for Fast Par ticle Physics in the Large Helical Device" Nucl.Fusion. 35. 1563-1570 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fukuyama, S.-I.ITOH, et al.: "Self-organized Dynamics and Thermal Instalility in Steady State Tokawaks" Nucl.Fusion. 35. 1669-1677 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.ITOH, S.-I.ITOH: "The role of the electric field in Continement" Plasma Phys.Contr.Fusion. 38. 1-49 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.ITOH, S.-I.ITOH: "Entropy Production and Inward Heat Pinch of Plasma" J.Phys.Soc.Jpn.65. 468-471 (1996)

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  • [文献書誌] K.ITOH, et al.: "On Circulating Power of Steady State Tokawaks" J.Phys.Soc.Jpn.65. 760-764 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.ITOH, et al.: "Subcritical Excitation of Plasma Turbulence" J.Phys.Soc.Jpn.65. 2749-2752 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.ITOH, et al.: "Theory of Self-sustained Turbulence in Confined Plasmas" Plasma Physics Reports. 22. 721-739 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] :K.ITOH, et al.: "Dynamic Structure in Self-sustained Turbulence" Plasma Phys.Contr.Fusion. 38. 2079-2096 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yagi, ..., K.ITOH: "Ohmic Scaling based on Cument Diffusive Ballooning mode" J.Phys.Soc.Jpn.65. 155-164 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-I.ITOH, et al: "Analytic Solutions of Two-Dimensional Transport Equation in Scrape-off-Layer Plasmas" Plasma Phys.Contr.Fusion. 38. 155-164 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-I.ITOH, et al.: "Edge Localized Modes as New Bifurcation in Tokamaks" Phys.Rev.Lett.76. 920-923 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Hamada, ..., K.ITOH et al.: "Fast Potential Change during Sawteeth in JIPP T-IIU Tokamak Plasmas" Nucl.Fusion. 36. 515-520 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-I.ITOH, et al.: "A.Model of Giant ELMs" Plasma Phys.Contr.Fusion. 38. 527-549 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fukuyama, ..., K.ITOH: "Transport Modelling of L-H Transition and Barrier Formation" Plasma Phys.Contr.Fusion. 38. 1319-1322 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Toda, ..., K.ITOH: "Double Hysteresis in L/H Transition and Compound Dithers" Plasma Phys.Contr.Fusion. 38. 1337-1341 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.I.ITOH, et al.: "Model of a Giant ELM" Plasma Phys.Contr.Fusion. 38. 1367-1371 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Miura, ..., K.ITOH,: "Ion Heat Pulse after a Sawtooth Crash in the JAER1 Fusion Torus-2M tokamak" Phys.Plasma. 3. 3696-3700 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-I.ITOH, et al.: "Self-Sustained turbulevce and H-mode Confinement in toroidal Plasmas" Plasma Phys.Contr.Fusion. 38. 1743-1762 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Toda, ..., K.ITOH: "A theoretical model of H-mode transition triggered by condensed neufrals" Proc.1996 Int.Conf.Plasma Phys.1. 602-605 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G.Tateishi, S.-I.ITOH, et al.: "Effect of Self-dilution on the high beta-p confinement plasma in burning state" Proc.1996 Int.Conf.Plasma Phys.1. 2026-2029 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.ITOH: "Future Experiments and Research(special issue on High-Z material for plasma focing component)" J.Plasma and Fusion Research. 72. 1022-1028 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.ITOH: "Turbnlent transport and Structral transifion in confined plasmas" Plasma Phys.Contr.Fusion. 39. A311-A322 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.ITOH, et al.: "Generation of Toroidal Current sheet at Sawtooth crash" Plasma Phys.Contr.Fusion. 39. 1033-1039 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.ITOH, et al.: "Current diffusive interchange mode turbulence at low magnetic shear" Plasma Phys.Contr.Fusion. 39. 1561-1570 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fujisawa, ...., K.ITOH, et al.: "Direct observation of potential profiles with a 200KeV heavy ion beam probe on the Compact Helical Systems" Phys.Plasmas. 4. 1357-1361 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-I.ITOH, K.ITOH: "Spectrum of subcritical turbulence in an inhomogeneous plasma" J.Phys.Soc.Jpn.66. 1571-1574 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fujisawa, ..., K.ITOH, et al.: "Dynamic Behavior of potential in the plasma core of the CHS Heliotron/torsatron" Phys.Rev.Lett.79. 1054-1057 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tateishi, S.-I.ITOH, et al.: "The effect of He-ash poisoning on L-mode and high βp-mode operations in ITER-like plasmas" Plasma Phys.Contr.Fusion. 39. 1871-1885 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yagi, S.-I.ITOH, et al.: "Nonlinear simulation of electromagnetic cuirent diffusive interchange mode tusbulence" Plasma Phys.Contr.Fusion. 39. 1887-1914 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.ITOH: "Effects of Negative Magnetic Shear in Fusion Plasma continement(in Japanese)" J.Plasma and Fusion Research. 73. 647-655 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kubota, S.-I.ITOH, et al.: "1D Simulation of Sawtooth crash based on transport bifurcation" Plasma Phys.Contr.Fusion. 39. 1397-1407 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.ITOH, et al.: "Suppresion of piasma turbulence by asymmetsic hot ions" Plasma Phys.Contr.Fusion. 40(印刷中). (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.-I.ITOH, et al.: "Physics of collapse-probobilistic occurence of ELMs and Crashes" Plasma Phys.Contr.Fusion. 40(印刷中). (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fukuyama, ..., K.ITOH, et al.: "Transition to an enhanced internal transport barrier" Plasma Phys.Contr.Fusion. 40(印刷中). (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fujisawa, ..., K.ITOH, et al.: "Electric field bifurcation and transidion in core plasma of CHS" Plasma Phys.Contr.Fusion. 40(印刷中). (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Itoh and S.-I.Itoh: "Influence of the Wall Material on the H-mode Performance" Plasma Phys. Control. Fusion. Vol.37, No.5. 491-496 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Itoh, S.-I.Itoh, M.Yagi and A.Fukuyama: "Theory of Anomalous Transport in the Reverse Field Pinch" Plasma Phys. Control. Fusion. Vol.37, No.6. 699-704 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Itoh, A.Fukuyama, S.-I.Itoh and M.Yagi: "Self-sustained magnetic Braiding in Toroidal Plasmas" Plasma Phys. Control. Fusion. Vol.37, No.7. 707-713 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Itoh, S.-I.Itoh and A.Fukuyama: "A Sawtooth Model based on the Transport Catastrophe" Plasma Phys. Control. Fusion. Vol.37, No.11. 1287-1297 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Fujii, A.Fukuyama, K.Itoh, S.- I.Itoh: "Transport Modeling of L/H Transition in Tokamaks" Transactions of Fusion Technology. Vol.27. 485-488 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Toda, S.-I.Itoh, T.Kubota, H.Yamaguchi, A.Fukuyama, K.Itoh: "The Change in the H-mode Dynamics due to torque Conditions" Transactions of Fusion Technology. Vol.27. 489-492 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fukuyama, K.Itoh, S.-I.Itoh, M.Yagi and M.Azumi: "Transport Simulation on L-mode and Improved Confinement Associated with Current Profile Modification" Plasma Phys. Control. Fusion. Vol.37, No.6. 611-631 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.B.Kadomtsev, K.Itoh, S.-I.Itoh: "Fast Change in Core Transport After L-H Transition" Comments Plasma Phys. Controlled Fusion. Vol.16, No.6. 335-341 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Toda, S.-I.Itoh, M.Yagi, A.Fukuyama and K.Itoh: "The Change in the H-mode Dynamics due to Ripple Loss of Fast Ions" Proceedings of the 22nd European Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics (Bournemouth, 1995). Vol.19C,part I. 205-208

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yagi, S.-I.Itoh, K.Itoh, A.Fukuyama and M.Azumi: "Nonlinear Development of a Plasma Turbulence in the Presence of the Self-induced Current Diffusion" Proceedings of the 22nd European Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics (Bournemouth, 1995). Vol.19C,part VI. 237-240

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kubota, S.-I.Itoh, M.Yagi, A.Fukuyama: "Anomalous Plasma Transport in a Stochastic Magnetic Field Structure" 22nd European Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics (Bournemouth, 1995).

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yagi, S.-I.Itoh, K.Itoh, A.Fukuyama and M.Azumi: "Self-sustained plasma turbulence due to current diffusion" Physics of Plasmas. Vol.2, No.11. 4140-4148 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.N.Sato, S.Murakami, N.Nakajima, K.Itoh: "Possibility of Simulation Experiments for Fast Particle Physics in the Large Helical Device (LHD)" Nucl. Fusion. Vol.35, No.12. 1563-1570 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Fukuyama, S.-I.Itoh, M.Yagi, K.Itoh: "Self-Organized Dynamics and Thermal Instability in Steady State Tokamaks" Nucl. Fusion. Vol.35, No.12. 1669-1677 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Itoh and S.-I.Itoh: "The Role of the Electric field in Confinement" Plasma Phys. Control. Fusion. Vol.38, No.1. 1-49 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Itoh and S.-I.Itoh: "Entropy Production and Inward Heat Pinch of Plasma" J.Phys. Soc. Jpn.Vol.65, No.2. 468-471 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Itoh, S.-I.Itoh, A.Fukuyama, M.Yagi: "On Circulating Power of Steady State Tokamaks" J.Phys. Soc. Jpn.Vol.65. 760-764 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Itoh, S.-I.Itoh, M.Yagi, A.Fukuyama: "Subcritical Excitation of Plasma Turbulence" J.Phys. Soc. Jpn.Vol.65, No.9. 2749-2752 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Itoh, S.-I.Itoh, A.Fukuyama, M.Yagi: "Theory of Self-sustained Turbulence in Confined Plasmas" Plasma Physics Reports. ol.22, No.9. 721-739 (1996)

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  • [文献書誌] K.Itoh, M.Yagi, S.-I.Itoh, A.Fukuyama, H.Sanuki and M.Azumi: "Anomalous Transport Theory for Toroidal Helical Plasmas" Proc. 15th Int. Conf. on Plasma Phys. and Contr. Nucl. Fusion Research (Seville). Vol.3. 391 (1996)

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  • [文献書誌] M.Yagi, A.Fukuyama, S.-I.Itoh and K.Itoh: "Ohmic Scaling Based on Current Diffusive Ballooning Mode" J.Phys. Soc. Jpn.Vol.65, No.1. 11-13 (1996)

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  • [文献書誌] S.-I.Itoh, M.Yagi, K.Itoh: "Analytic Solutions of the two-Dimensional Transport Equation in Scrape-Off-Layr Plasmas" Plasma Phys. Contr. Fusion. Vol.38. 155-164 (1996)

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  • [文献書誌] S.-I.Itoh, K.Itoh, A.Fukuyama: "Edge Localized Modes as New Bifurcation in Tokamaks" Phys. Rev. Lett.Vol.76, No.6. 920-923 (1996)

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  • [文献書誌] Y.Yamada, A.Nishizawa, Y.Kawasumi, K.Kawahata, K.Itoh, et al.: "Fast Potential Change during Sawteeth in JIPP T-IIU Tokamak Plasms" Nucl. Fusion. Vol.36, No.4. 515-520 (1996)

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  • [文献書誌] S.Toda, S.-I.Itoh, M.Yagi, A.Fukuyama and K.Itoh: "Double Hysteresis in L/H Transition and Compound Dithers" Plasma Phys. Contr. Fusion. Vol.38. 1337-1341 (1996)

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  • [文献書誌] Y.Miura, F.Okano, N.Suzuki, M.Mori, K.Hoshino, T.Takizuka, JFT-2M Group, K.Itoh, S.-I.Itoh: "Ion Heat Pulse after a Sawtooth Crash in the JAERI Fusion Torus-2M tokamak" Phys. Plasmas. Vol.3, No.10. 3696-3700 (1996)

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  • [文献書誌] S.-I.Itoh, K.Itoh, M.Yagi and A.Fukuyama: "Self-sustained turbulence and H-mode confinement in toroidal plasmas" Plasma Phys. Contr. Fusion. Vol.38. 1743-1762 (1996)

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  • [文献書誌] S.Toda, Y.Miura, S.-I.Itoh, M.Yagi, K.Itoh: "A theoretical model of H-mode transition triggered by condensed neutrals near X-point" Proc. 1996 Int. Conf. Plasma Phys., Nagoya. Vol.1. 602-605 (1996)

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  • [文献書誌] K.Itoh: "Future Experiments and Research (Special issue on high-Z material for plasmas facing component) (in Japanese)" J.Plasma and Fusion Research. Vol.72, No.10. 1022-1028 (1996)

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  • [文献書誌] K.Itoh and S.-I.Itoh: "Confinement in Tokamaks (in Japanese)" in Nuclear Fusion Research I,(ed.H.Ikegami, Nagoya Univ. Press, 1996) Capter 2 of Part 3. 243-279

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  • [文献書誌] K.Itoh, S.-I.Itoh, A.Fukuyama and M.Yagi: "Turbulent transport and structural transition in confined plasmas" Plasma Phys. Control. Fusion. Vol.39, No.5A. A311-A322 (1997)

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  • [文献書誌] A.Fujisawa, H.Iguchi, S.Lee, T.P.Clowley, S.Kubo, H.Idei, H.Sanuki, K.Itoh, et al.: "Direct observation of potential profiles with a 200 keV heavy ion beam probe on the Compact Helical System" Phys.Plasmas. Vol.4, No.5. 1357-1361 (1997)

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  • [文献書誌] A.Fujisawa, S.Kubo, H.Iguchi, H.Idei, T.Minami, H.Sanuki, K.Itoh, et al.: "Experimental study of plasma confinement and heating efficiency through potential profile measurements with a heavy ion beam probe in the compact helical system" Fusion Energy 1996 (IAEA,Vienna, 1997). Vol.2. 41-54

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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