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ダイバータの最適化

研究課題

研究課題/領域番号 11210205
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関核融合科学研究所

研究代表者

大薮 修義 (大藪 修義)  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (60203949)

研究分担者 中村 幸男  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (40136560)
増崎 貴  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (80280593)
森崎 友宏  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (60280591)
鈴木 肇  中部大学, 工学部, 助教授 (20260044)
舟場 久芳  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (40300727)
研究期間 (年度) 1999 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
17,100千円 (直接経費: 17,100千円)
2004年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2003年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2002年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2001年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2000年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
1999年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワードヘリオトロン型装置 / ヘリカルダイバータ / B×∇Bドリフト / 高速イオン / ダイバータ排気 / 水素超透過 / メンブレン / 不純物体積 / Uragan-3M / Bx∇Bドリフト / ダイバータ粒子束の非対称性 / V属金属 / 水素透過・吸蔵 / ニオブ / バナジウム / トロイダB×▽Bドリフト / 高速イオンの直接損失 / 水素排気 / 超透過現象 / 核融合 / ダイバータ / ヘリオトロン / メンブレンポンプ / 超透過性 / ステラレータ / 磁気閉じ込め / プラズマ / 排気 / メンブレーン / トロイダル閉じ込め装置 / 粒子制御 / 高効率水素排気装置 / 大型ヘリカル装置 / 水素排気装置 / メンブレイン / 熱・粒子輸送
研究概要

ヘリオトロン型装置におけるダイバータプラズマ特性の解明について
LHD(日本),Uragan-3M(ウクライナ)などのヘリオトロン型装置では自然に備わるヘリカルダイバータ配位における実験を行っている。この配位では磁力線構造が対称な位置のダイバータ板へ流入する熱・粒子束に非対称性が観測されており、その機構の解明が進められた。Uragan-3Mでは,高速イオンのB×∇Bドリフト方向への直接損失がダイバータ粒子束の上下非対称性に影響を及ぼすことが明らかにされた。また、周辺プラズマ中の低周波密度・電位揺動計測が静電プローブを用いて行われ、揺動による径方向粒子束は拡散による粒子束と同程度であること、揺動による全粒子束の50%以上が間欠的なバーストによることが明らかにされた。一方、揺動による粒子束の径方向分布は、このような粒子束が径方向に減少し、統計的磁気面よりも外側には漏れ出さないことも分かった。
高効率水素排気装置の開発について
磁場閉じ込め装置における高性能プラズマ生成閉じ込めにおいて重要なダイバータ領域での粒子制御を実現するために、V族金属薄膜(メンブレン)と水素原子の相互作用("超透過現象")を利用した新たな水素排気法に関する基礎実験と核融合実験装置のダイバータ領域での水素排気の原理実証実験を行った。ダイバータ環境下で起こる高エネルギーイオンスパッタリングあるいは第一壁やダイバータ板材料である金属元素や炭素の堆積がメンブレンの水素透過性能に及ぼす影響をプラズマ基礎実験で明らかにし、その対処法についても実験的に確認した。また、実機でのダイバータ水素粒子排気実験ではトカマクプラズマでメンブレンポンプによる水素排気が初めて実証され、ダイバータ領域での利用も可能であることが示された。それによって、ダイバータ排気を高効率化するための水素粒子排気法としてメンブレンポンプやパネルポンプを実用化する見通しが得られた。

報告書

(7件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (11件) 文献書誌 (34件)

  • [雑誌論文] Hydrogen absorption capability of a niobium panel for pumping neutral atoms in divertor region2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakamura
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials 337-339

      ページ: 461-461

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Characteristics of edge plasma turbulence in spontaneous change of confinement mode in the Uragan-3M trosatron2005

    • 著者名/発表者名
      E.L.Sorokovoy
    • 雑誌名

      Problems of Atomic Science and Problems of Atomic Science and 10

      ページ: 21-21

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Diverter flow and particle loss behaviors in spontaneous change of confinement state in the Uragan-3M torsatron2005

    • 著者名/発表者名
      V.V.Chechkin
    • 雑誌名

      Problems of Atomic Science and Techonology, Series : Plasma Physics 11

      ページ: 3-3

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Characteristics of edge plasma turbulence in spontaneous change of confinement mode in the Uragan-3M trosatron2005

    • 著者名/発表者名
      E.L.Sorokovoy
    • 雑誌名

      Problems of Atomic Science and Techonology, Series : Plasma Physics 10

      ページ: 21-21

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hydrogen release through metallic surface : the role of sputtering and the impurity dynamics2005

    • 著者名/発表者名
      A.I.Livshits, et al.
    • 雑誌名

      Physica Scripta Vol.T108

      ページ: 23-23

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydrogen absorption capability of a niobium panel for pumping neutral atoms in divertor region2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakamura, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials Vol.337-339

      ページ: 461-461

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Local island divertor experiments on LHD2005

    • 著者名/発表者名
      T.Morisaki, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials Vol.337-339

      ページ: 154-154

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] DIVERTOR FLOW AND PARTICLE LOSS BEHAVIORS IN SPONTANEOUS CHANGE OF CONFINEMENT STATE IN THE URAGAN-3M TORSATRON2005

    • 著者名/発表者名
      V.V.Chechkin, et al.
    • 雑誌名

      Problems of Atomic Science and Technology, Series : Plasma Physics (11),No.2

      ページ: 3-3

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] CHARACTERISTICS OF EDGE PLASMA TURBULENCE IN SPONTANEOUS CHANGE OF CONFINEMENT MODE IN THE URAGAN-3M TORSATRON2005

    • 著者名/発表者名
      E.L.Sorokovoy, et al.
    • 雑誌名

      Problems of Atomic Science and Technology, Series : Plasma Physics (10),No.1

      ページ: 21-21

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydrogen Release through Metallic Surface : the Role of Sputtering and Impurity Dynamics2004

    • 著者名/発表者名
      A.I Livshits
    • 雑誌名

      Physica Scripta T108

      ページ: 23-23

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hydrogen Release through Metallic Surface : the Role of Sputtering and Impurity Dynamics2004

    • 著者名/発表者名
      A.I.Livshits
    • 雑誌名

      Physica Scripta T108

      ページ: 23-23

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.I.Livshits: "Effects of ion irradiation on the reemission of hydrogen from metals at elevated temperatures"Proc.11^<th> International Conference on Fusion Reactor Materials (December 2003,Kyoto). (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] V.V.Chechkin: "Plasma flow asymmetries in the natural helical divertor of an 1=3 torsatron and their relation to particle loss"Nuclear Fusion. 42. 192 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] V.V.Chechkin: "Plasma heating effects on divertor flow vertical asymmetries in the Uragan-3M torsatron"Nuclear Fusion. 43. 1175 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] E.L.Sorokovoy: "Density and potential fluctuations in the edge plasma of the Uragan-3M torsatron"Problems of Atomic Science and Technology, Series Plasma Physics. 5. 6 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ohyabu: "Edge Thermal Transport Barrier in LHD Discharges"Physical Review Letters. 84巻. 103-106 (2000)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakamura: "Nb interaction with hydrogen plasma"Journal of Applied Physics. 89巻. 760-766 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Busnyuk: "Membrane bias effects on plasma-driven permeation of hydrogen through niobium membrane"Journal of Nuclear Materials. 290-293巻. 57-60 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakamura: "Particle balance in NBI heated long pulse discharges on LHD"Journal of Nuclear Materials. 290-293巻. 1040-1044 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Masuzaki: "Review of initial experimental results of the PSI studies in the Large Helical Device"Journal of Nuclear Materials. 290-293巻. 12-16 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Morisaki: "Effect of magnetic ergodicity on edge plasma structure and divertor flux distribution in LHD"Contributions to Plasma Physics. 42巻. 321-326 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ohyabu: "Island Dynamics in the Large-Helical-Device Plasmas"Physical Review Letters. 88巻. 055005-1-055005-4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ohyabu: "Edge transport barrier and Te-profile stiffness in LHD"Plasma Physics and Controlled Fusion. 44巻. A211-A216 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Funaba: "Improvement of Neoclassical Ion Thermal Transport near the Plasma Edge in the Electron Root Regime on LHD"Plasma Physics and Controlled Fusion. 44巻. A183-A187 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Masuzaki: "The divertor plasma characteristics in the Large Helical Device"Nuclear Fusion. 42巻. 750-758 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Masuzaki: "Helical divertor and the local island divertor in the Large Helical Device"Plasma Physics and Controlled Fusion. 44巻. 795-809 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Suzuki: "Behavior of Helium Gas in the LHD Vacuum Chamber"Journal of Nuclear Materials. 313-316巻. 297-301 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakamura: "Nb Interaction with Hydrogen Plasma"Journal of Applied Physics. 69.1. 760-766 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ohyabu: "Island Dynamics in the Large Helical Device Plasmas"Physical Review Letter. 88.5. 055005-1-055005-4 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Masuzaki: "Review of initial experimental results of PSI studies in LHD"Journal of Nuclear Material. 290-293. 12-18 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] V.Chechekin: "Main divertor flows in Heliotron-E : their distribution and dependence on NBI and ECH"Nuclear Fusion. 40. 785-797 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakamura: "Particle balance in NBI heated long pulse discharges on LHD"Journal of Nuclear Material. 290-293. 1040-1044 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ohyabu: "Thermal transport barrier in heliotron-type devices (LHD and CHS)"Physics of Plasmas. 7. 1802-1808 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ohyabu: "Edge thermal transport barrier in LHD discharges"Physical Review Letter. 84. 103 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakamura, et al: "Development of Divertor Pumping System with Superpermeable Membrane"Fusion Engineering and Design. 49-50. 899 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakamura, et al: "Nb Interaction with Hydrogen Plasma"Journal of Applied Physics. 69・1. 760 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Masuzaki, et al: "Review of initial experimental results of PSI studies in the Large Helical"Journal of Nuclear Materials. 290-293. 12 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Morisaki, et al: "Active edge control by the LID for steady state plasmas"Journal of Plasma and Fusion Research SERIES. 3. 188 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Morisaki, et al: "Relationship between edge magnetic structure and density/temperature prof^2 in LHD heliotron"Contributed papers of 27^<th> EPS conference on Controlled Fusion and Plasma Physics. 780 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] N. Ohyabu, et al.: "Edge thermal transport barrier in LHD discharges"Physical Review LETTERS. 84・1. 103-106 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N. Ohyabu, et al.: "Thermal transport barrier in heliotron-type devices (Large Helical Device and Compact Helical System)"Pysics of Plasma. (to be published).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N. Ohyabu, et al.: "Active Control of Hydrogen Recycling by the Permeation and Absorption Techniques"Proc. of International Workshop on Hydrogen Recycling at Plasma Facing Materials. (to be published).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Nakamura, et al.: "Deuterium pumping experiment with superpermeable Nb membrane in JFT-2M tokamak"Journal of Nuclear Materials. 278・. 321-319 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Nakamura, et al.: "Development of Divertor Pumping System with Superpermeable Membrane"Fusion Engineering and Design. (to be published).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Nakamura, et al.: "Membrane Bias Effects on Plasma Driven Permeation of Hydrogen through Niobium Membrane"Proc. of International Workshop on Hydrogen Recycling at Plasma Facing Materials. (to be published).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2018-03-28  

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