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タンデムミラーのエンド部を介した電流循環の解明とその抑制

研究課題

研究課題/領域番号 09680454
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 プラズマ理工学
研究機関筑波大学

研究代表者

斉藤 輝雄  筑波大学, 物理学系, 助教授 (80143163)

研究分担者 立松 芳典  筑波大学, 物理学系, 講師 (50261756)
市村 真  筑波大学, 物理工学系, 助教授 (10151482)
際本 泰士  京都大学, 総合人間学部, 教授 (50018040)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
1998年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1997年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワードプラズマ / タンデムミラー / エンドプレート / 電流制御 / 非両極性電流 / ブラズマ
研究概要

タンデムミラーでは、開放端に伴う非両極性拡散を抑制するため、真空容器と絶縁した金属板(エンドプレート)を装置端に設置している。しかし、実験は非両極性拡散の残留を示している。また、閉じ込め電位形成時は電子サイクロトロン共鳴加熱により誘起される端損失電子束が、エンドプレートからの2次電子放出につながり、プラズマのエネルギー損につながっている可能性が高い。また、真空容器を基準にしたプラズマ各部の電位決定機構の探求も重要な課題として浮上している。
そこで本課題では、ガンマ10装置に置いて次の2点を研究目的とした。
(1) エンドプレート上の電流バランスを詳しく解析し、非両極性電流量を定量的に評価する。さらにこの電流につながるものとして、プラグ・バリア部の径方向電流を実測する。(2) (1)のデータの検討により、エンドプレートを介する電流循環の描像を示すこと、及び、真空容器に対するプラズマ各部およびエンドプレートの電位決定機構解明のために、真空容器とプラズマを一体として考えた回路系において、電流がどの様に分布しているかを明らかにする。
これに対し、以下の結果を得た。
(1) エンドプレートの電流バランスを見直し、新しい電流要素を導入した。これはプラズマ閉じ込め領域から軸方向に流出する電子電流の過剰を意味している。この過剰電子電流を評価した所、端損失電子束の数分の一程度の大きさであることが分かった。
(2) 上の過剰電子電流を補償するイオン電流を探索し、エンドプレートの裏の薄いプラズマとエンド部での中性ガスの電離に起源を持つもので、過剰電子電流の1/3程度を占めていることが分かった。
(3) プラグ・バリア部でリミターに流入する電流を測定し、プラグECRH印加中、径方向にイオン電流が流出していることを見いだした。
(4) さらに、エンドプレート上の過剰電子電流との相関を調べ、プラグ・バリア部とエンドプレートの間に電流経路が形成されていることを示した。また、リミター電流にセントラルセル領域に起源があると思われる成分を発見した。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] K.Kajiwara,T.Saito,Y.Kiwamoto,et al.: "Current balance at an Endplate of the GAMMA 10 Tandem Mirror" Journal of the Physical Society of Japan. 66・8. 2342-2349 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tatematsu,Y.Kiwamoto,T.Saito et al.: "Non-Relativistic Response Function for Higher Harmonic Electron Cyclotron Resonance Heating" Physics of Plasmas. 4・8. 2972-2981 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kiwamoto,T.Tamano,T.Saito,et al.: "Anisotropic Hot Plasma in the GAMMA 10 Tandem Mirror with Minimum B Inboard Anchors" Plasma Physics Reports. 23・9. 732-741 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yoshimura,T.Saito,Y.Kiwamoto,et al.: "Potential disrtibution in the End Region of the GAMMA 10 Tandem Mirror Associated with Electron Flow Control" Journal of the Physical Society of Japan. 66・11. 3461-3469 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Saito,M.Ichimura,et al.: "Enhanced axial loss of electrons from a tandem mirror induced by an Alfven ion cyclotron wave" Physical Review Letters. 82・6. 1169-1172 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ichimura,C.Satake,et al.: "Behaviour of High Energy Ions in the GAMMA 10 Tandem Mirror" Review of Scientific Instruments. 70・1. 834-837 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kajiwara, T.Saito, Y.Kiwamoto, et al.: "Current balance at an Endplate of the GAMMA 10 Tandem Mirror" Journal of the Physical Society of Japan. 66-8. 2342-2349 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tatematsu, Y.Kiwamoto, T.Saito, et al.: "Non-Relativistic Response Function for Higher Harmonic Electron Cyclotron Resonance Heating" Physics of Plasmas. 4-8. 2972-2981 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kiwamoto, T.Tamano, T.Saito, et al.: "Anisotropic Hot Plasma in the GAMMA 10 Tandem Mirror with Minimum B Inboard Anchors" Plasma Physics Reports. 23-9. 732-741 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yoshimura, T.Saito, Y.Kiwamoto, et al.: "Potential distribution in the End Region of the GAMMA 10 Tandem Mirror Associated With Electron Flow Control" Journal of the Physical Society of Japan. 66-11. 3461-3469 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Saito, M.Ichimura, Y.Kiwamoto et al.: "Enhanced axial loss of electrons from a tandem mirror induced by an alfven ion cyclotron wave" Physical Review Letters. 82-6. 1169-1172 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ichimura, C.Satake, et al.: "Behavior of High Energy Ions in the GAMMA 10 Tandem Mirror" Review of Scientific Instruments. 70-1. 834-837 (1999)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kiwamoto,Y.Kikuchi,et al.: "Pin-hole camera imaging of x-rays and energetic neutral atoms for hot plasma diagnostics" Review of Scientific Instruments. 69・6. 2574-2575 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kajiwara,T.Saito,et al.: "Validity of a Model Electron Distribution Function in an End Region of a Tandem Mirror" Journal of the Physical Society of Japan. 67・8. 3647-3648 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Saito,Y.Tatematsu,et al.: "Measurement and Control of End Loss Electrons from the GAMMA 10 Tandem Mirror" Transaction of Fusion Technology. 35・1T. 233-237 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tanaka,M.Ichimura,et al.: "Macroscopic Stability Control Experiments with Phased Antennas in the GAMMA 10 Tandem Mirror" Journal of the Physical Society of Japan. 67・6. 1963-1967 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Saito,M.Ichimura,et al.: "Enhanced axial loss of electrons from a tandem mirror induced by an Alfven ion cyclotron wave" Physical Review Letters. 82・6. 1169-1172 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ichimura,C.Satake,et al.: "Behaviour of High Energy Ions in the GAMMA 10 Tandem Mirror" Review of Scientific Instruments. 70・1. 834-837 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kajiwara, T.Saito, Y.Kiwamoto.et al.: "Current balance at an Endplate of the GAMMA 10 Tandem Mirror" Journal of the Physical Society of Japan. 66・8. 2342-2349 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tatematsu, Y.Kiwamoto, T, Saito.et al.: "Non-Relativistic Response Function for Higher Harmonic Electron Cyclotron Resonance Heating" Physics of Plasmas. 4・8. 2972-2981 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kiwamoto, T.Tamano, T.Saito.et al: "Anisotropic Hot Plasma in the GAMMA 10 Tandem Mirror with Minimum B Inboard Anchors" Plasma Physics Reports. 23・9. 732-741 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yoshimura, T.Saito, Y.Kiwamoto.et al.: "Potential disrtibution in the End Region of the GAMMA 10 Tandem Mirror Associated with Electron Flow Control" Journal of the Physical Society of Japan. 66・11. 3461-3469 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Saito, Y.Tatematsu, Y.Kiwamoto.et al.: "Effects of Anisotropy of End Loss Electrons on Axial Potential Profile and Electron Transport in the End Region of a Tandem Mirror" Journal of the Physical Society of Japan. 66・12. 3809-3814 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nakamura, M.Ichimura, S.Tanaka.et al.: "Excitation of the Alfven Ion Cyclotron Mode Solely by the Ion Pressure Distribution" Japanese Journal of Applied Physics. 37・1. 324-343 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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