プラズマ周辺部輸送障壁生成に及ぼす磁気井戸・磁気丘の効果

• 研究課題/領域番号: 16360462
• 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: 岡村 昇一 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (60115540)
• 研究分担者: 磯部 光孝 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教 (00300731) ; 藤澤 彰英 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 准教授 (60222262) ; 松尾 敬二 福岡工業大学, 工学部電気工学科, 教授 (10199755) ; 井口 春和 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 准教授 (40115522) ; 松岡 啓介 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (70023736)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円); 2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2005年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2004年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
• キーワード: ETB(Edge Transport Barrier) / Hモード / 輸送障壁 / 磁気軸シフト / 磁気井戸 / 帯状流(ゾーナルフロー) / 揺動測定 / ゾーナルフロー / ETB / 周辺部輸送障壁 / Transport Barrier / 磁気丘

研究概要

プラズマ周辺部に生成される輸送障壁(ETB:Edge Transport Barrier)による閉じ込め改善効果が、磁気井戸の形成あるいは磁気丘領域の大きさとどのように関連するかを調べることが本研究課題の目標である。また輸送障壁生成時に、プラズマの輸送を引き起こすと考えられるプラズマ揺動の振幅やスペクトルがどのように変化するかを、先進的な揺動計測法を用いて定量的に調べることも同じく重要な研究課題である。重イオンプローブによる揺動測定では、プラズマ中の帯状流の測定に成功した。この測定は世界で始めてのものであり、核融合エネルギー国際会議での発表でも大きな注目を浴びることになった。Beam Emission Spectroscopy(BES)によって計測された揺動スペクトルは、ETB生成後に明確に減少していることが観測され、さらに空間分布データからは規格化半径で0.95の位置で揺動の抑制が顕著であることが確認された。この半径位置はプローブ測定などの別の測定からも輸送障壁の位置として同定されており、輸送障壁生成と揺動抑制とが強く関連していることを確認することができた。またレーザー位相差法を用いた揺動計測とHCNレーザーの揺動散乱測定にも、輸送障壁生成による揺動抑制の様子が同様に観測されていて、複数の異なる原理による測定結果が一致することから、輸送障壁生成と揺動抑制との関連は極めて確実と考えることができる。さらに輸送障壁による閉じ込め改善と磁気井戸との関連を調べる目的で、前年度までに整備したカーボンリミターをプラズマ中に挿入して、周辺部の磁気丘領域を削り取った配位による実験を目指したが、カーボンのガス出しのためのコンディショニングに予想以上の時間を取られたため、与えられた実験時間の中では明確な結論を出すには至っていない。

研究成果

• [雑誌論文] Improved Confinement and Related Physics Study in the Compact Helical System (2007)
  • 著者名/発表者名: S.Okamura, et. al.
  • 雑誌名: Fusion Science and Technology 51 ページ: 46-53
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] 'Improved confinement and related physics study in the Compact Helical System' (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Okamura, T. Akiyama, A. Fujisawa, K. Ida, H. Iguchi, M. Isobe, S. Kado, T. Minami, K. Nagaoka, K. Nakamura, S. Nishimura, K. Matsuoka, H. Matsushita, H. Nakano, S. Ohshima, T. Oishi, A. Shimizu, C. Suzuki, C. Takahashi, K. Toi, Y. Yoshimura, M. Yoshinuma, CHS group
  • 雑誌名: Fusion Science and Technology Vol.51 ページ: 46-53
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Improved Confinement and Related Physics Study in the Compact Helical System (2007)
  • 著者名/発表者名: S.Okamura
  • 雑誌名: Fusion Science and Technology 51, no.1 ページ: 46-53
• [雑誌論文] Progress of Confinement Physics Study in Compact Helical System (2007)
  • 著者名/発表者名: S.Okamura
  • 雑誌名: Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (CD ROM)
• [雑誌論文] Plasma-Confinement Physics Study in Compact Helical System (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Okamura, et. al.
  • 雑誌名: Journal of the Korean Physical Society 49
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] 'Scaling of power threshold for edge transport barrier formation in CHS with density, magnetic field and magnetic configuration' (2006)
  • 著者名/発表者名: T Akiyama, S Okamura, T Minami, A Fujisawa, T Oishi, S Kado, M Takeuchi, K Toi, K Ida, M Yoshinuma, K Matsuoka, M Isobe, S Nishimura, C Suzuki, Y Yoshimura, K Nagaoka, C Takahashi, the CHS Experimental Group
  • 雑誌名: Plasma Physics and Controlled Fusion Vol.48 ページ: 1683-1692
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] 'Plasma-confinement physics study in Compact Helical System' (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Okamura, T. Akiyama, A. Fujisawa, K. Ida, H. Iguchi, R. Ikeda, M. Isobe, Y. Jinguji, T. Kobuchi, K. Matsuoka, H. Matsushita, T. Minami, S. Mizuno, K. Nagaoka, K. Nakamura, H. Nakano, S. Nishimura, S. Ohshima, A. Shimizu, C. Suzuki, C. Takahashi, M. Takeuchi, K. Toi, Y. Yoshimura, M. Yoshinuma, S. Kado, K. Matsuo, T. Oishi
  • 雑誌名: Journal of Korean Physical Society Vol.49
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Plasma-Confinement Physics Study in Compact Helical System (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Okamura
  • 雑誌名: Journal of the Korean Physical Society 49, Suppl
• [雑誌論文] Spectrograph of electric field fluctuation in toroidal helical plasma (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Fujisawa
  • 雑誌名: Plasma Physics and Controlled Fusion 48, no.4
• [雑誌論文] Edge and internal transport barrier formation in CHS (2005)
  • 著者名/発表者名: S.Okamura, et. al.
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 45 ページ: 863-870
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] 'Edge and internal transform barrier formation in CHS' (2005)
  • 著者名/発表者名: S. Okamura, T. Minamai, T. Akiyama, T. Oishi, A. Fujisawa, K. Ida, H. Iguchi, M. Isobe, S. Kado, K. Nagaoka, K. Nakamura, S. Nishimura, K. Matsuoka, H. Matsushita, H. Nakano, M. Nishiura, S. Ohshima, A. Shimizu, C. Suzuki, C. Takahashi, K. Toi, Y. Yoshimura, M. Yoshinuma, CHS group
  • 雑誌名: Nuclear Fusion Vol.45 ページ: 863-870
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Edge and internal transport barrier formation in CHS (2005)
  • 著者名/発表者名: S.Okamura
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 45, no.8 ページ: 863-870
• [雑誌論文] Improved confinement and related physics study in Compact Helical System (2005)
  • 著者名/発表者名: S.Okamura
  • 雑誌名: Proceedings of International Stellarator Workshop (CD-ROM)
• [雑誌論文] Two-dimensional diagnostic of edge plasma structure using a lithium beamprobe in a compact helical system (2005)
  • 著者名/発表者名: K.Nakamura
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 76, no.1 ページ: 13504-13504
• [雑誌論文] Identification of Zonal Flow in a Toroidal Plasma' (2004)
  • 著者名/発表者名: A. Fujisawa, K. Itoh, H. Iguchi, K. Matsuoka, S. Okamura, A. Shimizu, T. Minami, Y. Yoshimura, K. Nagaoka, C. Takahashi, M. Kojima, H. Nakano, S. Ohsima, S. Nishimura, M. Isobe, C. Suzuki, T. Akiyama, K. Ida, K. Toi, S.-I. Itoh, P. H., Diamond
  • 雑誌名: Physical Review Letters Vol.93
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Confinement characteristics of the quasi-axisymmetric stellarator CHS-qa (2004)
  • 著者名/発表者名: S.Okamura
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 44, no.4 ページ: 575-581
• [雑誌論文] Edge Transport barrier formation in compact helical system (2004)
  • 著者名/発表者名: S.Okamura
  • 雑誌名: Plasma Physics and Controlled Fusion 46, no.5
• [雑誌論文] Edge and Internal Transport Barrier Formations in CHS (2004)
  • 著者名/発表者名: S.Okamura
  • 雑誌名: Proceedings of Fusion Energy Conference 2004 (CD ROM)
• [雑誌論文] Identification of Zonal Flows in a Toroidal Plasma (2004)
  • 著者名/発表者名: A.Fujisawa
  • 雑誌名: Physical Review Letters 93, no.16
• [学会発表] CHS group, Edge and Internal Transport Barrier Formations in CHS (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Okamura, T. Minami, T. Akiyama, T. Oishi, A. Fujisawa, K. Ida, H. Iguchi, M. Isobe, S. Kado, K. Nagaoka, K. Nakamura, S. Nishimura, K. Matsuoka, H. Matsushita, H. Nakano, M. Nishiura, S. Ohshima, A. Shimizu, C. Suzuki, C. Takahashi, K. Toi, Y. Yoshimura, M. Yoshinuma
  • 学会等名: 20th IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: Vilamoura(Portugal)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Summary of H-mode studies in Compact Helical System (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Okamura, T. Minami, T. Akiyama, A. Fujisawa, K. Ida, H. Iguchi, R. Ikeda, M. Isobe, S. Kadoa, K. Matsuob, K. Matsuoka, K. Nagaoka, K. Nakamura, H. Nakano, S. Nishimura, T. Oishi, S. Ohshima, A. Shimizu, C. Suzuki, C. Takahashi, M. Takeuchi, K. Toi, N. Tomitac, S. Tsuji-Iioc, Y. Yoshimura, M. Yoshinuma, CHS group
  • 学会等名: Intenational Stellarator/Heliotron Workshop
  • 発表場所: Toki(Japan)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Progress of Confinement Physics Study in Compact Helical System (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Okamura, et. al.
  • 学会等名: 21st IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: 成都(中国)
  • 年月日: 2006-10-19
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Plasma Confinement Physics Study in Compact Helical System (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Okamura, T. Akiyama, A. Fujisawa, K. Ida, H. Iguchi, R. Ikeda, M. Isobe, Y. Jinguji, S. Kado, T. Kobuchi, K. Matsuo, K. Matsuoka, H. Matsushita, T. Minami, S. Mizuno, K. Nagaoka, K. Nakamura, H. Nakano, S. Nishimura, T. Oishi, S. Ohshima, A. Shimizu, C. Suzuki, C. Takahashi, M. Takeuchi, K. Toi, Y. Yoshimura, M. Yoshinuma
  • 学会等名: 21st IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: Chendu(Chine)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Plasma Confinement Physics Study in Compact Helical System (2005)
  • 著者名/発表者名: S. Okamura, T. Akiyama, A. Fujisawa, K. Ida, H. Iguchi, R. Ikeda, M. Isobe, Y. Jinguji, S. Kado, T. Kobuchi, K. Matsuo, K. Matsuoka, H. Matsushita, T. Minami, S. Mizuno, K. Nagaoka, K. Nakamura, H. Nakano, S. Nishimura, T. Oishi, S. Ohshima, A. Shimizu, C. Suzuki, C. Takahashi, M. Takeuchi, K. Toi, Y. Yoshimura and M. Yoshinuma
  • 学会等名: 5th General Scientific Assembly of the Asia Plasma and Fusion Association
  • 発表場所: Jeju island(Korea)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より