高周波加熱と密度揺動計測

• 研究課題/領域番号: 11210208
• 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: 久保 伸 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (80170025)
• 研究分担者: 下妻 隆 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (80270487) ; 佐藤 元泰 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (60115855) ; 大久保 邦三 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (00023739) ; 吉村 泰夫 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (90300730) ; 出射 浩 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (70260049)
• 研究期間 (年度): 1999 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 9,600千円 (直接経費: 9,600千円); 2002年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円); 2001年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円); 2000年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 1999年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: 散乱計測 / 密度揺動 / 電子サイクロトロン波加熱 / 伝送系 / 入射系 / マイクロ波収束ビーム / プラズマ / ドリフト波

研究概要

平成14年度にはLHDに設置されている電子サイクロトロン加熱用アンテナのうち、82.7GHz入射用アンテナを能動プローブビーム用アンテナとして用い、同一ポートに設置されている既存の168GHz入射用アンテナを散乱波受信用アンテナへの後方散乱に加え、このアンテナの対向面に新たに設置した専用受信アンテナを用いた前方散乱の同時計測を行えるようにして、実際のプラズマからの密度揺動によるマイクロ波の散乱受信を行った。LHDの本体中心磁場1.5Tesla磁気軸3.6mの条件で別のポートから82.7GHzの電子サイクロトロン波によりプラズマ生成、加熱されたプラズマに対して受信をおこなった。散乱断面積をプラズマの中心部、中間、及び周辺部に設定して受信信号の強度が空間構造を持ち、スペクトルがそれぞれことなることからプラズマからの局所的な散乱信号であることを確認した。また、スペクトル解析、及び、ウェーブレット解析、オートコリレーション解析などを行い、受信波の周波数帯域が数百ヘルツから数十メガヘルツ、波数が4.5から10cm^<-1>であることから、散逸性ドリフト波不安定性または捕捉粒子不安定性に起因するドリフト波乱流によって引き起こされる密度揺動によるものであることが再確認された。さらに、乱流の性質を明らかにすべく、前方、後方の同時計測データの解析を進めている。これらは、本年度購入した超高真空ゲートバルブによって初めて可能となった。また、乱流構造の詳細な議論を行うためには同時に異なる散乱角で測定を行う必要があり、引き続き対向面での多チャンネル計測を行う予定である。

研究成果

• [文献書誌] S.Kubo, T.Shimozuma et al.: "Achievement of 10 keV Central Electron Temperatures by ECH in LHD"J. Plasma and Fusion Research. 78. 99-100 (2001)
• [文献書誌] S.Kubo, H.Idei et al.: "ECH Power Modulation Experiments in LHD"J. Plasma and Fusion Research SERIES. 5. 584-587 (2003)
• [文献書誌] N.Skvortsova, et al.: "Investigation of Turbulence in High-Temperature Plasma by Microwave Scattering Techniques in Modern Stellerators"J. Plasma and Fusion Research SERIES. 5. 328-332 (2003)
• [文献書誌] S.Kubo et al.: "ECH Power Deposition Study in the Collisionless Plasma of LHD"Proc. 11^<th> Int. Conf on Plasma Physics. (2003)
• [文献書誌] S.Kubo et al.: "Transport Barrier Formation by Application of Localized ECH in the LHD"Proc. 19^<th> IAEA Fusion Energy Conference, Lyon, France. IAEA-CN-94/EX/C4-5Rb (2003)
• [文献書誌] S.Kubo et al.: "Achievement of 10 keV Central Electron Temperature by ECH in LHD"Journal of Plasma Fusion Research. 78・2. 99-100 (2002)
• [文献書誌] N.Skvortsova, et al.: "Investigation of Turbulence in a High-Temperautre Plasma by Microwave Scattering Techniques in Modern Stellarators"Journal of Plasma Fusion Research. (To be published). (2002)
• [文献書誌] S.Kubo et al.: "ECH Power Modulation Experiments in LHD"Journal of Plasma Fusion Research. (To be published). (2002)
• [文献書誌] K.Ohkubo,S.Kubo et al.: "Electron Cyclotron Plasma Production and Heating on LHD"Proc.Int.Workshop on Strong Microwave. 1. 27-40 (2000)
• [文献書誌] Y.Yoshimura et al.: "Measurement of Plasma Transmitted EC-Wave Power Associated with Its Incident Polarization Direction in CHS"Proc.Int.Workshop on Strong Microwave. 1. 197-202 (2000)
• [文献書誌] T.Shimozuma et al.: "ECH System and Initial Experiments in Large Helical Device"Proc.24^<th> Int.Conf.On Infrared and MM Waves. TU-D6 (1999)
• [文献書誌] T.Shimozuma et al.: "ECH System and Its Application to Long Pulse Discharge"Fusion Engineering and Design. 53. 525-536 (2001)
• [文献書誌] H.Idei,S.Kubo et al.: "Electron Cyclotron Heating Scenario and Experimental Results in LHD"Fusion Engineering and Design. 53. 329-336 (2001)
• [文献書誌] S, Kubo, R. Kumazawa et al.: "RF experiments in LHD"Radio Frequency Power in Plasmas. 237-244 (1999)
• [文献書誌] K. Ohkubo, S. Kubo et al: "Electron Cyclotron Plasma Productiom and Heating on LHD"Proc. 4^<th> Int. Conf. Strong Microwaves in Plasmas. 発表予定.
• [文献書誌] Y. Yoshimura et al.: "Measurement of Plasma Transmitted EC-Wave Power Associated with its Incident Polarization Direction in CHS"Proc. 4^<th> Int. Conf. Strong Microwaves in Plasmas. 発表予定.
• [文献書誌] T. Shimozuma et al.: "ECH System and Its Application to Long Pulse Discharge"Fusion Engineering and Technology. 発表予定.
• [文献書誌] H. Idei, S. Kubo et al.: "Electron Cyclotron Heating Scenario and Experimental Results in LHD"Fusion Engineering and Technology. 発表予定.