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新古典輸送効果およびプラズマ境界形状を考慮したトーラス系磁場の配位最適化の理論研究

研究課題

研究課題/領域番号 09780473
研究種目

奨励研究(A)

配分区分補助金
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

横山 雅之  核融合科学研究所, 矢型ヘリカル研究所, 助手 (60290920)

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
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1998年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1997年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードトーラス系磁場配位 / プラズマ境界形状 / 準対称磁場配位 / 準等磁場配位 / 粒子軌道閉じ込め / 新古典輸送 / 軸対称ステラレータ / ヘリカル対称ステラレータ / ポロイダル対称ステラレータ / MHD平衡
研究概要

トーラス系磁場配位によるプラズマ閉じ込めの理論的最適化を追求している。MHD平衡が、境界値問題であることを鑑みて、プラズマ境界形状とMHD平衡、特に、磁場スペクトルの変化に着目して、理論的最適化の基礎的研究を行った。プラズマ境界のヘリカル変形、三角変形、立体磁気軸化が磁場スペクトルとどのように関連しているか系統的に調べ、その結果について、“Realization and Classification of Symmetric Stellarator Configurations through Plasma Boundary Modulations"(NUCLEARFUSION誌)において発表した。この基礎的研究により、準軸対称、準ヘリカル対称のステラレータを形成するおよそのガイドライン(必要なプラズマ境界変形、望ましいアスベクト比、トロイダル周期数など)を得ることができた。これは、今後、様々な物理特性を考えながら磁場配位の最適化を大規模計算によって行っていく上で、その見通しをよくするために必要不可欠な知見である。さらに、オリジナルな配位として、準ポロイダル対称配位形成の可能性を示した。
また、準対称磁場配位よりも磁場スペクトルの観点からの拘束ガ小さく、かつ、捕捉粒子でさえ、案内中心が磁気面から逸脱しないという“準等磁場系配位"が、ドイツ、米国などで検討されている。磁場構造を2次元化するのではなく、3次元性を保ったままで粒子軌道閉じ込めを改善できる可能性があり、この場合、その他の物理特性(MHD、新古典輸送など)を最適化する自由度が高まる。ドイツのJ.Nuhrrenberg博士らとの議論を通じて、上で述べた準ポロイダル対称配位と準等磁場系配位との関連が明らかになりつつある。
準対称系磁場配位、準等磁場系磁場配位など、世界各地で進展しつつある“ヘリカル系磁場配位の新概念"を、プラズマ・核融合学会誌の解説記事として発表した。

報告書

(2件)
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (8件)

  • [文献書誌] M.Yokoyama et al: "Realization and Classification of Symmetric Stellarator Configurations through Plasma Boundary Modulatios" NUCLEAR FUSION. 38・5. 681-699 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 岡本正雄,横山雅之,中島徳嘉: "ヘリカル系磁場配位の新概念" プラズマ・核融合学会誌. 74・10. 1107-1117 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Nakajima: "Optimization of M=2 Stellarator" Plasma Physics Reports. 23・6. 496-509 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yokoyama: "Realization and Classification of Symmetric Stellarator Configurations through Plasma Boundary Modulations" NUCLEAR FUSION. (受理済). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yokoyama: "Basic Study for Innovative Concepts of Stellarator Configurations" Journal of Plasma and Fusion Research. JPFR Series1(受理済). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yokoyama: "The exploration fur New Concepts of Quasi-Symmetric Stellarators/Heliotrons" Journal of Plasma and Fusion Research. JPFR Series1(受理済). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yokoyama: "Role of Bumpy Field for Improvement of Collisionless Particle Confinement in Helical Axis Heliotrons" Journal of Plasma and Fusion Research. JPFR Series1(受理済). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yokoyama: "An Optimized Helical Axis Stellarator with Modulated l=1 Helical coil" Journal of Plasma and Fusion Research. 73・7. 723-731 (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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