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微視的乱流と大域的揺らぎの同時計測による磁場閉じ込めプラズマにおける熱輸送の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K06653
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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

井戸 毅  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (50332185)

研究分担者 清水 昭博  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (00390633)
谷池 晃  神戸大学, 海事科学研究科, 准教授 (50283916)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード磁場閉じ込めプラズマ / 乱流 / 高速イオン励起不安定性 / 重イオンビームプローブ / HIBP / 重イオン検出器 / GAM / 波動・粒子相互作用 / 重イオン位置検出器 / 亜臨界不安定性
研究成果の概要

磁場閉じ込めプラズマの粒子及び熱輸送を決定づけている微視的乱流と、それに影響を及ぼす可能性のある大域的揺らぎ同時測定を行うために、高温プラズマ内部における揺動計測が可能なHIBPの高性能化のための検出器の開発を行った。開発した検出器は、十分なビーム位置検出性能を有することは確認されたが、検出効率の向上は2割程度にとどまった。このためプラズマ実験はHIBPが適用可能な低密度プラズマに限られたが、大域的揺らぎである高速イオン励起GAM(EGAM)による微視的乱流の変調が観測された。またEGAMの空間非対称性や突発的励起などイオンの熱輸送に影響及ぼす可能性のある新しい現象が発見された。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Observation of subcritical geodesic acoustic mode excitation in the large helical device2017

    • 著者名/発表者名
      Ido T.、Itoh K.、Lesur M.、Osakabe M.、Shimizu A.、Ogawa K.、Nishiura M.、Yamada I.、Yasuhara R.、Kosuga Y.、Sasaki M.、Ida K.、Inagaki S.、Itoh S.-I.、the LHD Experiment Group
    • 雑誌名

      Nucl. Fusion

      巻: 57 号: 7 ページ: 72009-72009

    • DOI

      10.1088/1741-4326/aa665a

    • NAID

      120007181937

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Abrupt excitation of intense geodesic acoustic mode in the LHD2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ido, K. Itoh, M. Lesur, M. Osakabe, A. Shimizu, K. Ogawa, M. Nishiura, Y. Kosuga, M. Sasaki, K. Ida, S. Inagaki, S. -I. Itoh, and the LHD Experiment Group
    • 雑誌名

      Proceedings of 26th IAEA Fusion Energy Conference

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nonlinear excitation of subcritical fast ion-driven modes2016

    • 著者名/発表者名
      M. Lesur, K. Itoh, T. Ido, S.-I. Itoh, Y. Kosuga, M. Sasaki, S. Inagaki, M. Osakabe, K. Ogawa, A. Shimizu, K. Ida
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 56 号: 5 ページ: 0560091-14

    • DOI

      10.1088/0029-5515/56/5/056009

    • NAID

      120007186436

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 2D spatial profile measurements of potential fluctuation with heavy ion beam probe on the Large Helical Device2016

    • 著者名/発表者名
      A. Shimizu, T. Ido, M. Nishiura, S. Kato, K. Ogawa, H. Takahashi, H. Igami, Y. Yoshimura, S. Kubo, T. Shimozuma
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 87 号: 11

    • DOI

      10.1063/1.4963908

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Strong Destabilization of Stable Modes with a Half-Frequency Associated with Chirping Geodesic Acoustic Modes in the Large Helical Device2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ido, K. Itoh, M. Osakabe, M. Lesur, A. Shimizu, K. Ogawa, K. Toi, M. Nishiura, S. Kato, M. Sasaki, K. Ida, S. Inagaki, S.-I. Itoh, and the LHD Experiment Group
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 116 号: 1 ページ: 015002-015002

    • DOI

      10.1103/physrevlett.116.015002

    • NAID

      120007181934

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nonlinear Excitation of Subcritical Instabilities in a Toroidal Plasma2016

    • 著者名/発表者名
      M. Lesur, K. Itoh, T. Ido, M. Osakabe, K. Ogawa, A. Shimizu, M. Sasaki, K. Ida, S. Inagaki, S.-I. Itoh, and the LHD Experiment Group
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 116 号: 1 ページ: 015003-015003

    • DOI

      10.1103/physrevlett.116.015003

    • NAID

      120007181933

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 大型ヘリカル装置における 高速イオン励起GAMの空間構造2018

    • 著者名/発表者名
      井戸毅,清水昭博,長壁正樹, 佐々木真
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 大型ヘリカル装置における測地線音響モードの 亜臨界励起現象の実験的検証2017

    • 著者名/発表者名
      井戸 毅
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Energetic particle-driven Geodesic Acoustic Mode in the Large Helical Device2017

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Ido, Akihiro Shimizu, Masaki Osakabe, Kimitaka Itoh, Maxime Lesur, et al.,
    • 学会等名
      1st Asia-Pacific Conference on Plasma Physics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Energetic Particle-Driven GAM in deuterium plasma in LHD2017

    • 著者名/発表者名
      T. Ido, A. Shimizu, K. Ogawa, T. Tokuzawa, M. Osakabe
    • 学会等名
      7th Asia Pacific Transport Working Group (APTWG2017) International Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大型ヘリカル装置における高速イオン励起不安定性に対する乱流の応答2017

    • 著者名/発表者名
      井戸 毅、清水 昭博、徳澤 季彦、新美 航、竹村 圭司
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] LHD用HIBPによる高精度計測のための高エネルギー重イオン検出器の開発2017

    • 著者名/発表者名
      新美 航、井戸 毅、清水 昭博
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Detection of spatial structure of energetic particle-driven geodesic acoustic mode by a heavy ion beam probe in the Large Helical Device2017

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Ido, Akihiro Shimizu, Kunihiro Ogawa, Masaki Osakabe
    • 学会等名
      26th International Toki Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Energetic Particle‐Driven GAM in the Large Helical Device2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Ido
    • 学会等名
      1ST NFRI MINI-WORKSHOP ON ENERGETIC PARTICLES
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2016-11-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Abrupt excitation of intense geodesic acoustic mode in the LHD2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ido, K. Itoh, M. Lesur, M. Osakabe, A. Shimizu, K. Ogawa, M. Nishiura, Y. Kosuga, M. Sasaki, K. Ida, S. Inagaki, S. -I. Itoh, and the LHD Experiment Group
    • 学会等名
      26th IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-10-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Abrupt excitation of a subcritical instability in magnetically confined plasmas in the LHD2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ido, K. Itoh, M. Lesur, M. Osakabe, A. Shimizu, K. Ogawa, M. Nishiura, Y. Kosuga, M. Sasaki, K. Ida, S. Inagaki, S. -I. Itoh, and the LHD Experiment Group
    • 学会等名
      6th East-Asia School and Workshop on Laboratory, Space, Astrophysical Plasmas
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2016-07-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of subcritical GAM excitation in the LHD2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ido, K. Itoh, M. Lesur, M. Osakabe, A. Shimizu, K. Ogawa, M. Nishiura, Y. Kosuga, M. Sasaki, K. Ida, S. Inagaki, S. -I. Itoh, and the LHD Experiment Group
    • 学会等名
      18th International Congress on Plasma Physics
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] LHDにおける高速イオン励起GAMの突発的励起現象の特性2016

    • 著者名/発表者名
      井戸毅, 伊藤公孝, 長壁正樹, M. Lesur, 清水昭博, 小川国大, 西浦正樹, 居田克巳, 稲垣滋, 伊藤早苗
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] LHDにおける高エネルギー重イオンビームプローブのための高効率位置検出器の開発2016

    • 著者名/発表者名
      井戸 毅, 清水昭博,牧野良平,加藤眞治,塚田究,谷池晃
    • 学会等名
      第11回核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] LHDにおける高速イオン励起Geodesic acoustic modeの突発的励起の観測2015

    • 著者名/発表者名
      井戸毅, 伊藤公孝, 長壁正樹, M. Lesur, 清水昭博, 小川国大, 東井和夫, 西浦正樹, 居田克巳, 稲垣滋, 伊藤早苗
    • 学会等名
      第32回プラズマ・核融合学会 年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Spatial structures of energetic-particle driven geodesic acoustic mode in the LHD2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ido, A. Shimizu, M. Osakabe, T. Watari, K. Ogawa, K. Toi, M. Nishiura, K. Itoh, and the LHD Experiment Group
    • 学会等名
      25th International Toki Conference
    • 発表場所
      岐阜県土岐市セラトピア土岐
    • 年月日
      2015-11-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LHDにおける高速イオン励起n = 0モードの特性2015

    • 著者名/発表者名
      井戸 毅, 長壁正樹, 清水昭博, 渡利徹夫,小川国大, 東井和夫, 伊藤公孝, LHD実験グループ
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 高温プラズマ中の新現象を発見 新しい突発現象の発見とそのメカニズムの解明

    • URL

      http://www.nifs.ac.jp/press/151209.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] LHDで高温プラズマ中の新しい突発現象を発見 -大振幅波の突発的発生とその機構の解明-

    • URL

      http://www.nifs.ac.jp/lhdreport/mailinfo_269.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 高温プラズマ中の新現象を発見 -新しい突発現象の発見とそのメカニズムの解明-

    • URL

      http://www.nifs.ac.jp/press/151209.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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