• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

核融合炉ダイバータ高性能化のための高エネルギー粒子束とプラズマとの相互作用解明

研究課題

研究課題/領域番号 14J04331
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 核融合学
研究機関東北大学

研究代表者

髙橋 宏幸  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードダイバータ / ヘリウムプラズマ / 体積再結合 / 高エネルギーイオン / 荷電交換 / ヘリウム
研究実績の概要

核融合炉ダイバータ高性能化に向けて、高エネルギーイオン流がプラズマの体積再結合過程に対して与える影響を実験的に明らかにすることが本研究の目的である。本研究ではダイバータプラズマ模擬装置DT-ALPHAとイオンビーム源を併用したビーム重畳実験を行った。本研究を通して取り組んだのは、(1)ビーム重畳実験に最適な空間分布を持つヘリウム体積再結合プラズマの生成、(2)高エネルギーイオン流存在時の電離進行過程の調査、(3)高エネルギーイオン流存在時の体積再結合過程の調査の3項目である。(1)ではプラズマ中の電子―イオン温度緩和時間に着目しビーム重畳実験に最適な空間分布を有するプラズマの生成に成功した。(2)ではヘリウム体積再結合プラズマ中に7 keV程度のヘリウムイオンを入射し分光計測を行った。低主量子数の原子からの発光はイオンビームの流入によって減少が見られ、基底状態ヘリウム原子とビームイオンとの荷電交換反応により定性的な説明が可能であることが示された。 (3)については体積再結合スペクトルをCCD素子を用いて計測しイオンビームの有無で発光強度の比較を行った。その結果再結合スペクトルの強度はビーム存在時に減少が見られた。このような結果を引き起こす一つの要因としてはビームイオンと高励起状態原子の荷電交換反応の影響が考えられる。荷電交換反応が生じたとすれば、沿磁力線方向の再結合スペクトル強度分布が変化し得る。そこでイオンビーム重畳時の再結合スペクトル強度の磁力線方向分布を調査した。僅かではあるがイオンビーム存在時に分布の変化が見られ、定性的には荷電交換反応の影響を支持する結果を得た。体積再結合プラズマと高エネルギーイオンとの相互作用については本研究で初めて調査が行われた内容であり基底状態原子・高励起状態原子ともに荷電交換が発現し得るというダイバータプラズマ研究にとって重要な知見を得た。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Helium Volumetric Recombining Plasma Formation for Energetic Ion Injection in Radio-Frequency Plasma Device DT-ALPHA2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki TAKAHASHI, Atsushi OKAMOTO, Takatsugu MIURA, Daiki NAKAMURA, Peerapat BOONYARITTIPONG, Shuhei SEKITA and Sumio KITAJIMA
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 11 号: 0 ページ: 2402059-2402059

    • DOI

      10.1585/pfr.11.2402059

    • NAID

      130005395216

    • ISSN
      1880-6821
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Energetic Helium Ion Injection into Helium Recombining Plasma in Radio-Frequency Plasma Source2015

    • 著者名/発表者名
      H. Takahashi, A. Okamoto, T. Takahashi, and S. Kitajima
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology

      巻: 68 号: 1 ページ: 190-195

    • DOI

      10.13182/fst14-910

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高周波プラズマ源DT-ALPHAにおける高エネルギーイオン流存在下の高励起状態ヘリウム原子空間分布の調査2016

    • 著者名/発表者名
      高橋宏幸, 中村大樹, 三浦隆嗣, Boonyarittipong Peerapat, 岡本敦,北島純男
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Helium Volumetric Recombining Plasma Formation for Energetic Ion Injection in Radio-frequency Plasma Device DT-ALPHA2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki TAKAHASHI, Atsushi OKAMOTO, Takatsugu MIURA, Daiki NAKAMURA, Peerapat BOONYARITTIPONG, Shuhei SEKITA, and Sumio KITAJIM
    • 学会等名
      25th International Toki conference
    • 発表場所
      セラトピア土岐(岐阜県土岐市)
    • 年月日
      2015-11-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高周波プラズマ源DT-ALPHA におけるヘリウムイオン流束制御下のヘリウム体積再結合プラズマ応答2015

    • 著者名/発表者名
      高橋宏幸, 岡本敦, 中村大樹, 三浦隆嗣, 北島純男
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学 (大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高周波プラズマ源DT-ALPHAにおけるヘリウム体積再結合過程に対する高エネルギーヘリウムイオンの影響2015

    • 著者名/発表者名
      高橋宏幸、岡本敦、高橋拓也、相場健太、板山晋、三浦隆嗣、北島純男
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      東京都新宿区早稲田大学早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Helium Volumetric Recombining Plasma with Pulsed High Energy Ion Flux in the Radio-frequency Plasma Source DT-ALPHA2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Takahashi, Atsushi Okamoto Takuya Takahashi, Takatsugu Miura, Kenta Aiba and Sumio Kitajima
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      新潟県新潟市朱鷺メッセ
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of the divertor simulating experiment by energetic ion beam injection into helium recombining plasma2014

    • 著者名/発表者名
      H. Takahashi, A. Okamoto, T. Takahashi and S. Kitajima
    • 学会等名
      10th International conference on open magnetic systems for plasma confinement
    • 発表場所
      Daejeon convention center, Daejeon, Korea
    • 年月日
      2014-08-26 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高周波プラズマ源DT-ALPHAを用いたヘリウム体積再結合プラズマに対する高エネルギーイオンビーム重畳実験2014

    • 著者名/発表者名
      高橋宏幸、岡本敦、大坊昂、高橋拓也、坪田慎平、北島純男
    • 学会等名
      第10回核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      茨城県つくば市つくば国際会議場
    • 年月日
      2014-06-19 – 2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi