プラズマ乱流の位相空間における新しい駆動力

• 研究課題/領域番号: 15K14282
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 伊藤 早苗 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (70127611)
• 研究分担者: 小菅 佑輔 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (00700296) ; 伊藤 公孝 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (50176327)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 動的応答 / 乱流 / 位相空間 / 加熱と乱流の直接結合

研究成果の概要

本研究では、 プラズマ乱流の位相空間における新しい駆動力を考察し、それが勾配－輸送関係の輸送ヒステリシスに直結する事を示し、レビューをまとめた。この理論の応用として、従来謎とされて来たプラズマ閉じこめの水素同位体効果に関する新たなモデルを考案した。輸送ヒステリシスの高精度観測法を考案し世界の実験装置へ適用した。輸送ヒステリシス観測を博捜し国際恊働成果を得た。コアプラズマの輸送関係と周辺輸送障壁と双方を考察し、この機構が核融合炉の制御系にも重要な意味を持つ事を示した。

研究成果

• [国際共同研究] Southwestern Institute of Physics(China)
• [国際共同研究] Institute for Plasma Physics/Technische Univ. Munchen(Germany)
• [国際共同研究] University de Lorraine/CEA(France)
• [国際共同研究] UCSD/GA(米国)
• [国際共同研究] CIEMAT(Spain)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] Transport hysteresis of core plasma, isotope effect, and H-mode physics (2017)
  • 著者名/発表者名: S.-I. Itoh, K. Itoh and S. Inagaki
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 57 号: 2 ページ: 022003-022003
  • DOI: 10.1088/0029-5515/57/2/022003
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] On the Application of Cross Bispectrum and Cross Bicoherence (2017)
  • 著者名/発表者名: S.-I. Itoh, K. Itoh, Y. Nagashima and Y. Kosuga
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 12 号: 0 ページ: 1101003-1101003
  • DOI: 10.1585/pfr.12.1101003
  • NAID: 130006897720
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Approaches to Hysteresis of Transport Relations in Toroidal Plasmas (2016)
  • 著者名/発表者名: Sanae-I. Itoh, Shigeru Inagaki, J. Q. Dong, Kimitaka Itoh
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 11 号: 0 ページ: 2503086-2503086
  • DOI: 10.1585/pfr.11.2503086
  • NAID: 130005401631
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hydrogen isotope effect on the Dimits shift (2016)
  • 著者名/発表者名: S.-I. Itoh and K. Itoh
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 56 号: 10 ページ: 106028-106028
  • DOI: 10.1088/0029-5515/56/10/106028
  • NAID: 130006246388
  • 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 Device (2016)
  • 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
  • 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 Plasma (2016)
  • 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
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] On the Study of Higher Harmonics of Heat Pulse Propagation in the Modulated-Heating Experiments (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Itoh, S.-I. Itoh, S. Inagaki, N. Kasuya, A. Fujisawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 85 号: 1 ページ: 0145011-6
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.014501
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Calibration of Setting of Mach Probes by Observing GAM Oscillations (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Itoh, K. Zhao, J. Dong, S.-I. Itoh, A. Fujisawa, S. Inagaki, M. Sasaki, Y. Nagashima, Y. Kosuga, J. Cheng, T. Kobayashi
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 11 号: 0 ページ: 1402002-1402002
  • DOI: 10.1585/pfr.11.1402002
  • NAID: 130005311633
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 水素同位体効果と学術研究の進展 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤公孝、伊藤早苗
  • 学会等名: プラズマ核融合学会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2016-11-29
• [学会発表] Hysteresis in transport relation (2016)
  • 著者名/発表者名: S.-I. Itoh
  • 学会等名: Japan-China Joint Data Analysis Workshop
  • 発表場所: Kyushu University
  • 年月日: 2016-10-24
  • 国際学会
• [学会発表] Hysteresis and Fast Timescale in Transport Relation of Toroidal Plasmas (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Itoh, S.-I. Itoh, K. Ida, et al.
  • 学会等名: 26th IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2016-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Hydrogen Isotope Effect on Dimits Shift (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤早苗、伊藤公孝
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2016-09-15
• [学会発表] プラズマの輸送に現れるヒステリシスと強相関性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤早苗、稲垣滋、小菅佑輔、小林達哉、伊藤公孝
  • 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
• [学会発表] プラズマの突発現象と遠非平衡性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤公孝、伊藤早苗、小菅祐輔、井戸毅、稲垣滋、M. Lesur
  • 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
• [学会発表] 実空間・速度空間の統計的揺動を取り込んだプラズマ乱流・輸送に関する研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小菅佑輔
  • 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
  • 招待講演
• [学会発表] Non-equilibrium and Extreme State of Plasmas (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Itoh
  • 学会等名: 25th International Toki Conference
  • 発表場所: Toki, Japan
  • 年月日: 2015-11-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 強相関乱流 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤早苗、 稲垣滋、 伊藤公孝、 糟谷直宏、 小菅佑輔、 佐々木真、 小林達哉、 居田克巳
  • 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
• [学会発表] 共鳴駆動型捕捉イオン乱流における亜臨界不安定性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小菅佑輔、 伊藤早苗、 P.H. Diamond、 伊藤公孝、 M. Lesur
  • 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
• [学会発表] Nonlinear destabilization of energetic particle-driven modes (2015)
  • 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
  • 学会等名: 8th Festival de Theorie
  • 発表場所: Aix-en-Provence, France
  • 年月日: 2015-07-17
  • 国際学会 / 招待講演