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ヘリカル系プラズマの電子温度分布微細構造の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14380221
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
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

成原 一途  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (90109356)

研究分担者 山田 一博  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (80222371)
研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
14,200千円 (直接経費: 14,200千円)
2005年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2004年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2003年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
2002年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
キーワードLHD / トムソン散乱 / 電子温度分布 / 内部輸送障壁 / フィラメンテーション / ペレット / ITB / トムソン散乱計測 / 輸送障壁 / OPO / 大型ヘリカル装置 / 定常放電 / プラズマ対向プリズム
研究概要

LHDトムソン散乱装置の高性能化・高精度化を進め、研究開始前に比べ格段に高品質の電子温度(Te)分布が、また不完全ながら電子密度分布(ne)も、測定できるようになった。これによりLHDプラズマの多様な電子温度・密度分布を顕わにし、以下の現象論的知見を得ることが出来た。
1.外部不整磁場による真空磁気島がプラズマ中では自己収縮・消滅することを高い精度で再確認すると同時に次のようなことを明らかにした。(1)自己収縮・消滅の様子には磁気軸位置依存性があり磁気丘が大きくなる内寄せ配位では自己消滅しにくい。(2)磁気島幅は電子温度(或いはプラズマ圧力)上昇に従い小さくなる。(3)真空磁気島幅には閾値があって、これを超える大きい磁気島はTeが高くなっても消滅しない。(4)磁気島消滅に対応するプラズマ電流が確かに存在している。
2.Te分布上の折れ曲がりは周辺のみでなく内部にも出現す。折れ曲がり点を境にして輸送特性が異なるように見える。
3.エネルギーの異なるレーザを用いて、ノイズに由来する見かけのTe分布上の構造を明らかにすると共に、フィラメンテーションに似た、磁気軸に対して非対称で急峻なTe分布上の構造が実際高い確度で存在することを示した。
4.ベータ(プラズマ圧/磁気圧)の上昇に伴い、Te分布上の平坦・小山状構造物が中心から周辺に動いて行くことが分かった。Te分布の弱磁場側でのみ現れる崩壊的平坦部はバルーニング様不安定性を示唆している。
5.また、凹状Te分布、磁気島部分で膨らんだ温度分布、階段状Te分布、ペレットが誘起した内向き電子束が阻止される現象、などを観測した。
予定していたz方向トムソン散乱計測を簡単な仕様を変更し、磁気軸20cm下方主半径に沿ったTe-ne計測を通して磁気島の2次元的性質の研究を行う予定である。

報告書

(5件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (17件) 文献書誌 (2件)

  • [雑誌論文] Direct Observation of Inward Electron Flux being Blocked in the Large Helical Device2006

    • 著者名/発表者名
      K Narihara et al.
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research : Rapid Communication 1

    • NAID

      130002058805

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Direct Observation of Inward Electron Flux being Blocked in the Large Helical Device2006

    • 著者名/発表者名
      K.Narihra et al.
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research : Rapid Communications 1

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experiment of magnetic island formation in Large Helical Device2005

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

      Nuclear Fusion 45

      ページ: 888-893

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experiment of magnetic island formation in Large Helical Device2005

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

      Nucl.Fusion 45

      ページ: 888-893

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experiment of magnetic island formation in Large Helical Device2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Nagayama et al.(2番目)
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 45

      ページ: 888-888

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of the low to high confinement transition in the large helical device2005

    • 著者名/発表者名
      K.Toi et al.(5番目)
    • 雑誌名

      PHYSICS OF PLASMAS 12

      ページ: 20701-20701

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of global MHD instability on operational high beta-regime in LHD2005

    • 著者名/発表者名
      K.Y.Watanabe et al.(5番目)
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 45

      ページ: 1247-1247

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of Electron Temperature Profiles with Bulged regions around the I=1 Magnetic Surface of the Large Helical Device2004

    • 著者名/発表者名
      K.Narihara et al.
    • 雑誌名

      Journal of Plasma and Fusion Research 80

      ページ: 277-278

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Design and development of the large helical device TV Thomson scattering2004

    • 著者名/発表者名
      I.Yamada et al.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments 75

      ページ: 3912-3914

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Design, construction, and performance of a composite mirror for collecting Thomson scattering light from the large helical device plasma2004

    • 著者名/発表者名
      K.Narihara et al.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments 75

      ページ: 3878-3880

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Observation of Electron Temperature Profiles with Bulged Regions around the ι=1 Magnetic Surfaces of the Large Helical Device2004

    • 著者名/発表者名
      K.Narihara et al.
    • 雑誌名

      J.Plasma Fusion Res. 80

      ページ: 277-278

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Design and development of the large helical device TV Thomson scattering2004

    • 著者名/発表者名
      I.Yamada et al.
    • 雑誌名

      Rev.Sci.Instrum. 75

      ページ: 3912-3914

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Design, construction, and performance of a composite mirror for collecting Thomson scattering light from the large helical device plasma2004

    • 著者名/発表者名
      K.Narihara et al.
    • 雑誌名

      Rev.Sci.Instrum. 75

      ページ: 3878-3880

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Design, construction, and performance of a composite mirror for collecting Thomson scattering light from the large helical device2004

    • 著者名/発表者名
      K.Narihara, I.Yamada, H.Hayashi, K.Yamauchi
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments 75巻10号

      ページ: 3878-3878

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Design and development of the large helical device TV Thomson scattering2004

    • 著者名/発表者名
      I.Yamada, K.Narihara, H.Funaba, H.Hayashi
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments 75巻10号

      ページ: 3912-3912

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Raman Calibration of the LHD YAG Thomson Scattering for Electron Density Measurements2003

    • 著者名/発表者名
      I.Yamada et al.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments 74

      ページ: 1675-1678

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Raman Calibration of the LHD YAG Thomson Scattering for Electron Density Measurements2003

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

      Rev.Sci.Instrum. 74

      ページ: 1675-1678

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Narihara, I.Yamada, H.Hayashi, K.Ikeda, et al.: "Observation of Electron Temperature Profiles with Bulged Regions around the i=1 Magnetic Surface of the Large Helical Device"Journal of Plasma and Fusion research. 80巻4号. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] I.Yamada, K.Narihara, H.Hayashi: "Raman calibration of the LHD YAG Thomson scattering for electron-density measurements"Review of Scientific Instruments. 74. 1675-1678 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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