| 研究課題/領域番号 |
10308019
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
桂井 誠 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (70011103)
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| 研究分担者 |
板垣 敏文 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (60242012)
小野 靖 東京大学, 高温プラズマ研究センター, 助教授 (30214191)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
31,280千円 (直接経費: 29,900千円、間接経費: 1,380千円)
2001年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2000年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
1999年度: 11,700千円 (直接経費: 11,700千円)
1998年度: 8,200千円 (直接経費: 8,200千円)
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| キーワード | トカマク / 球状トーラス / 低アスペクト比トカマク / フラックスコアー / プラズマ合体加熱 / 逆磁場配位 / 低qトカマク / 異極性合体 / コンパクトトトーラス / スフェロマック / 合体 / 逆転磁界ピンチ配位 / プラズマ / 核融合 / 磁気閉じ込め / コンパクトトーラス / 球形トカマク / 磁気プラズマ閉じ込め / 逆磁場ピンチ |
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| 研究概要 |
核融合プラズマ研究は目下トカマク方式を中心として展開されているが、本研究においては、その性能改善の一つとしてアスペクト比(トーラスプラズマの大半径÷小半径)を1.6程度以下にする極低アスペクト比トカマク(球形トカマク:ST)の可能性を追求することを目的とし、コンパクトトーラス合体を用いてSTの生成を行い、さらに同極性合体および異極性合体の導入による超高ベータ(プラズマ圧力÷磁気圧力)の達成を試た。実験装置としては新たにTS-4装置の製作と整備をおこない、平成13年度初頭にこのTS-4装置を用いた本格実験を開始した。まず、外部トロイダル磁界を変化させた場合に生成される各種の自由境界球状トーラス配位に関して、それらの緩和特性の相互比較を行った。コンパクト逆転磁界ピンチ配位(RFP)からSTに至る各種自由境界配位の同極性合体生成において、端部安全係数qaの大きい(qa>〜3)いわゆる高q配位のSTは、コンパクトRFPおよびスフェロマクなどqaの小さい(qa<1)、いわゆる低q配位に比しておおよそ3倍のプラズマ減衰時定数を持つこと、合体終了後からの緩和過程においては、低q配位では無力磁界配位であるテーラー状態へ近づく一方、高q配位のSTでは、無力配位へ接近する過程で、テーラー平衡状態とは異なるトロイダル磁束過剰の配位へ緩和していることを指摘した。一方、異極性合体による高ベータ配位生成においては、予め外部トロイダル磁界を付加することによってその安定性向上を図る試みについて研究を行った。この場合、低q領域、高q領域に分けて研究する必要性を指摘し、実験の結果、低q領域においてはこの異極性合体により最終的には内部トロイダル磁界がホローとなるいわゆる反磁性構造の生成が示され、高ベータを有するSTに類似した磁界構造の生成が実現された。結論として、本研究においては、合体生成されたST配位を含む各種コンパクトトーラス配位の磁束緩和過程の特徴を整理し、特に、合体によって内部磁束の増大が可能である条件を明らかにし、さらに、外部トロイダル磁界の増大によってST配位の安定性が格段に向上可能性を指摘して、球状トーラスプラズマの可能性を示した。
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