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プラズマ周辺部に発生する揺動を活用した新たなELM制御法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K06657
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
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2016-2018)
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2015)

研究代表者

神谷 健作  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 那珂核融合研究所 先進プラズマ研究部, 上席研究員(定常) (60360426)

研究協力者 伊藤 公孝  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2016年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワードH-mode / pedestal / ELMs / Er / Hモード / ペデスタル / 径電場 / 閉じ込め改善モード / 径電場曲率 / 乱流 / tokamak / electric field / turbulence
研究成果の概要

本研究では、JT-60Uにおける高分解能での周辺径電場計測結果をもとに、イオン及び電子の熱輸送と粒子輸送のそれぞれに対する径電場構造の非一様性効果を理論モデルに基づいて比較検証した。その結果、イオン及び電子の熱輸送と粒子輸送のそれぞれに影響する複数の乱流揺動の存在が示唆された。これらの成果は当該研究領域における新しい知見であり、特にJT-60U装置において固有な時間スケールの長いイオン系の熱輸送の改善が顕著な閉じ込め改善状態について、多スケールの乱流輸送状態に対する径電場のシアー及び曲率の効果の影響を無次元パラーメータを用いてスケールできることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

国際熱核融合実験炉ITERの標準運転シナリオにも採用されている閉じ込め改善モード(Hモード)では、プラズマ周辺部に輸送障壁が形成されることで高いプラズマ性能が得られる。本補助金による研究において、JT-60Uの高分解能での周辺径電場計測結果をもとに、イオン及び電子の熱輸送と粒子輸送のそれぞれに対する径電場構造の非一様性効果を理論モデルに基づいて比較検証した結果、当該研究領域における新しい知見を得た。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Role of electric field curvature in the formation of edge transport barrier2018

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Kensaku
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1993 ページ: 020004-020004

    • DOI

      10.1063/1.5048714

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduction of ion thermal transport due to non-uniformity effects of the radial electric field at the edge of the JT-60U tokamak2017

    • 著者名/発表者名
      Kamiya K.、Itoh K.、Itoh S.-I.
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 57 号: 12 ページ: 126003-126003

    • DOI

      10.1088/1741-4326/aa7f3b

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of electric field curvature in the formation of edge transport barrier in the JT-60U tokamak2017

    • 著者名/発表者名
      Kamiya K、Itoh K、Itoh S-I、Ida K、Kobayashi T
    • 雑誌名

      Plasma Physics and Controlled Fusion

      巻: 60 号: 1 ページ: 014023-014023

    • DOI

      10.1088/1361-6587/aa8a01

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental validation of nonuniformity effect of the radial electric field on the edge transport barrier formation in JT-60U H-mode plasmas2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kamiya, K. Itoh, S.-I. Itoh
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 30585-30585

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Multiple turbulent plasma states in the H-mode transition on JT-60U2018

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Kensaku
    • 学会等名
      27th IAEA Fusion Energy Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] JT-60UのL-H遷移における周辺径電流構造の形成2018

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Kensaku
    • 学会等名
      第35回プラズマ・核融合学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Role of electric field curvature in the formation of edge transport barrier2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kamiya, K. Itoh and S.-I. Itoh
    • 学会等名
      EUROPEAN PHYSICAL SOCIETY CONFERENCE
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of an electric field curvature on the multiple turbulent plasma states in the JT-60U tokamak2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kamiya, K. Itoh, S.-I. Itoh and A. Isayama
    • 学会等名
      PLASMA2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] JT-60UのHモードペデスタル形成における径電場非一様性の効果2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kamiya, K. Itoh, S.-I. Itoh
    • 学会等名
      第33回 プラズマ・核融合学会 年会
    • 発表場所
      東北大学青葉山キャンパス(宮城県仙台市青葉区)
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Experimental validation of nonuniformity effect of the radial electric field on the edge transport barrier formation in JT-60U H-mode plasmas2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kamiya, K. Itoh, S.-I. Itoh
    • 学会等名
      58th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      San Jose McEnery Convention Center in downtown San Jose, CA, USA
    • 年月日
      2016-10-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Edge radial electric field formation after the L-H transition2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kamiya
    • 学会等名
      8th International ITER school
    • 発表場所
      Hefei (China)
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] JT-60UのType-I ELMy Hモードにおけるプラズマ周辺部の径電場の時空間構造2015

    • 著者名/発表者名
      神谷 健作
    • 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豊田講堂 (愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2015-11-24
    • 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: 2020-03-30  

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