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コンパクトトーラス入射法による磁場閉込め高温プラズマへの粒子補給

研究課題

研究課題/領域番号 10558070
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 核融合学
研究機関姫路工業大学

研究代表者

宇山 忠男  姫路工業大学, 工学部, 教授 (00093378)

研究分担者 林 隆也  核融合科学研究所, 教授 (60156445)
福本 直之  姫路工業大学, 工学部, 助手 (90275305)
永田 正義  姫路工業大学, 工学部, 助教授 (00192237)
宮沢 順一  核融合科学研究所, 助手 (50300728)
山田 宏司  核融合科学研究所, 助教授 (20200735)
本島 修  核融合科学研究所, 教授 (60109056)
後藤 誠一  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90029140)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
11,500千円 (直接経費: 11,500千円)
2000年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1999年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
1998年度: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
キーワード燃料供給 / コンパクトトーラス(CT) / 外部漏れ磁場によるCT入射の影響 / 鞍型コイルによる垂直磁場 / CT入射ダイナミックス / 垂直磁場によるCT減速 / 垂直磁場によるCTシフト / 燃料供給方法 / コンパクトトーラス / 漏れ磁場によるCT入射の影響 / 鎖交磁束による減速 / 鎖交磁束によるシフト / CT加速 / CT入射法 / 粒子補給法 / 鞍型コイル / トカマク装置
研究概要

当該研究の代表者等は日本原子力研究所のJFT-2M装置にCT入射装置(装置名:HIT-CTI,姫路工大製作)を設置しトカマクへのCT入射実験を実施してきた。JFT-2Mのオーミック加熱プラズマ及び中性粒子入射加熱プラズマへCT入射を行い,プラズマの密度変化,閉じ込め特性の変化等を調べた。また,JFT-2Mの閉じ込め磁場がCT入射装置の先端部まで漏れ出しているため,この磁場がCTの減速を引き起こし,CT入射に大きな影響を与えることを明らかにした。
さらに,姫路工大においては,外部磁場によるCT入射への影響の軽減を目的として,外部磁場中を走行するCTの挙動調査の実験を行ってきた。平成10年度には,一対の鞍型コイル(当該科研費で製作)を用いてCT移送管に一様な平行磁場を垂直に与え,鎖交磁束の存在する移送管の中を進行するCTの挙動を調べた。平成11〜12年度の実験では,磁気探針群,静電探針群及び微小電流コイルによりCT内の磁場,電流及び電子密度の空間分布の時間変化を測定した。この実験において,CTが鎖交磁束を横切るときCT内に誘導電流が誘起され,その誘起電流と外部磁場とのローレンツ力によってCTが大きく減速されることを明らかにした。また,同時にCTの進行方向uと外部磁場Bの両方に垂直な方向へシフトすることを観測した。CTは,同軸ガンの内部電極が負極性にあるときは-u×Bに,正極性のときは+u×Bにシフトすることを明らかにした。
また,平成10年度には核融合科学研究所のLHD装置に設置が予定されているCT入射装置(装置名:SPICA)の設計,建設に携わり,平成11年度にCT生成と初段加速実験を開始した。さらに,平成12年度には加速用電源を設置し,2段加速CT入射実験を開始した。LHD装置おけるCT入射では,CTの5m以上の長距離移送が必要であり,この長距離移送を重要課題として実験を行っている。
一方,外部垂直磁場へのCT入射について,3次元計算機シミュレーションを実験に近い条件で実施し,実験との比較をしながらCTの磁場中を進行するCTのダイナミックスを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (28件)

  • [文献書誌] 宇山忠男: "コンパクトトーラスの高温プラズマへの入射実験"プラズマ・核融合学会誌. 74. 200-216 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Miyazawa: "Possibility of Profile Control using Compact Toroid Injector on Large Helical Device"Japanese Journal of Applied Physics. 37. 6620-6627 (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
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ogawa: "Studies of Boundary Plasmas and Fueling on the JFT-2M"Journal of Nuclear Materials. 266-269. 623-628 (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
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 福本直之: "コンパクトトロイド入射装置の性能とトカマクプラズマへの入射初期実験"電気学会論文誌A. 119. 1300-1305 (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
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ogawa: "Compact Toroid Injection Experiment in JFT-2M"Nuclear Fusion. 39. 1911-1915 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Suzuki: "Three dimensional simulation study of spheromak injection into magnetized plasmas"Nuclear Fusion. 40. 277-288 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Suzuki: "Deceleration mechanism of spheromak-like compact toroid penetrating into magnetized plasmas"Physics of Plasmas. 7. 5033-5037 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Miyazawa: "Design of spheromak injector using conical accelerator for Large Helical Device"Fusion Engineering and Design. 54. 1-12 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 福本直之: "磁場閉じ込め装置での粒子補給システムの現状と課題-コンパクトトーラス(CT)入射-"プラズマ・核融合学会誌. 77. 246-251 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Uyama: "Compact Torus Injection Experiments into High Temperature Plasma"J.of Plasma and Fusion Science. Vol.74. 2000-216 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Miyazawa: "Possibility of Profile Control using Compact Toroid Injection on Large Helical Device"J J of Applied Physics. Vol.37. 6629-6627 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ogawa: "Studies of Boundary Plasmas and Fueling on the JFT-2M"Journal of Nuclear Materials. Vol.266-269. 623-628 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Fukumoto: "Efficiency of Compact Toroid Injector and CT Injection Experiments into Tokamak Plasma"J.of Plasma and Fusion Science. Vol.74. 200-216 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ogawa: "Compact Toroid Injection Experiment in JFT-2M"Nuclear Fusion. Vol.39. 1911-1915 (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
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Suzuku: "Three dimensional simulation study of spheromak injection into magnetized plasmas"Nuclear Fusion. Vol.40. 277-288 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Suzuki: "Deceleration mechanism of spheromak-like compact toroid penetrating into magnetized plasmas"Physic of Plasmas. Vol.7. 5033-5037 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Miyazawa: "Design of spheromak injector using conical accelerator for Large Helical Device"Fusion Engineering and Design. Vol.54. 1-12 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ogawa: "Compact toroid injection as fueling in the JET-2M tokamak"Journal of Nuclear Materials. Vol.290-293. 454-458 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Fukumoto: "The present state and problemes of Fueling System by Compact Toroid Injection"J.of Plasma and Fusion Science. Vol.77. 246-251 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Miyazawa,N.Fukumoto,M.Nagata.T,Uyama, et al.: "Design of spheromak injector using conical accelerator for Large Helical Device"Fusion Engineering and Design. 54. 1-12 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ogawa N.Fukumoto,M.Nagata,T.Uyama. et al.: "Compact toroid injection as fueling in the JFT-2M tokamak"Journal of Nuclear Materials. 290-293. 454-458 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] J.Miyazawa et al.: "Possibility of Profile Control using Compact Toroid Injection on Large Helical Device"Jpn.J.Appl.Phys.. 37・12A. 6620-6627 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ogawa et al.: "Study of boundary plasmas and fueling on the JFT-2M"J.Nucl.Mater.. 266-269. 623-628 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木喜雄 他: "磁化プラズマ中へ入射したコンパクトトーラスのダイナミクス"プラズマ・核融合学会誌. 75・10. 1120 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ogawa et al.: "Compact Toroid Injection Experiment in JFT-2M"Nuclear Fusion. 39・11Y. 1911-1915 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 福本直之 他: "コンパクトトロイド入射装置の性能とトカマクプラズマへの入射初期実験"電気学会論文誌A. 119-A・11. 1300-1305 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] J.Miyazawa et al.: "Design of Spheromak Injection Using Conical Accelerator for Large Helical Device"Research Report NIFS Series. NIFS-614. 1-14 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] J.Miyazawa et al.: "Possibility of Profile control using Compact Toroid Injection on Large Helical Device" Japanese Journal of Applied Physics. 37. 6620-6627 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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