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電子サイクロトロン電流駆動を用いた新古典ティアリングモードの安定化

研究課題

研究課題/領域番号 17560728
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 核融合学
研究機関京都大学

研究代表者

長崎 百伸  京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (20237506)

研究分担者 水内 亨  京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (20135619)
小林 進二  京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (70346055)
山本 聡  京都大学, 次世代開拓研究ユニット, 研究員 (70397529)
岸本 泰明  京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (10344441)
諌山 明彦  京都大学, 日本原子力研究開発機構, 研究副主幹 (90354597)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,570千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 270千円)
2007年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2006年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2005年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード新古典ティアリングモード / 電子サイクロトロン電流駆動 / トカマク
研究概要

ベータ値の高いプラズマを定常的に維持するためには電磁流体力学的(MHD)不安定性を制御することが重要である。特に、新古典テアリング不安定性(Neoclassical Tearing Mode,NTM)はプラズマの到達ベータ値を制限させるので、それらの安定化が急務となっている。電子サイクロトロン(EC)波入射による電流駆動(ECCD)は局所的に電流駆動を行うことができる特徴を有しており、NTMを安定化する魅力的な手法と考えられている。本研究では,高β_pELMy H-modeプラズマにおいて発生するm=3/n=2及びm=2/n=1(mはポロイダルモード数、nはトロイダルモード数)のNTMを安定化する実験及びそのシミュレーションを行った。特に、高ベータプラズマの維持を目的としたNTMの制御実験及びスラブモデルを用いた磁気島近傍の電流分布解析を行った。OポイントではEC駆動電流が磁気島内に入ってゆくと、磁気島内の磁気面に沿って電流が平均化されるため、EC駆動電流密度のピーク値は磁気島外側の場合よりも低い。Oポイントでの電流値が元々の電流密度と同じになるのは磁気島中心と駆動電流ピークが一致したときである。この結果は、もしOポイントでの電流密度が重要な役割を果たすのであれば、駆動電流分布が磁気島と同程度であるときは駆動位置を十分に調整する必要があることを示唆している。また、m/n=2/1モードに必要なEC入射パワーの低減化を実験において進めた。ECパワーが減少するにつれて安定化効果は弱くなり、0.3MWで完全安定化が行えなくなり、閾値パワーは0.3MWから0.5MWの間にあった。NTM安定化に対して、ECトータル電流値に加えて電流分布の幅が重要である。基本波O-mode、第2高調波X-modeのどちらの場合でも、EC駆動電流密度はブートストラップ電流密度と同程度であり、安定化効果に対してEC駆動電流位置のずれは入射モードに依らず同様であった。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (31件) (うち査読あり 16件) 学会発表 (14件)

  • [雑誌論文] ECCD Experiments in the TJ-II Stellarator2008

    • 著者名/発表者名
      A. Fernandez, A. Cappa, F. Castejon, J. M. Fontdecaba, K. Nagasaki
    • 雑誌名

      Fusion Sci. and Tech. 53

      ページ: 254-260

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ECCD Experiments in the TJ-II Stellarator2008

    • 著者名/発表者名
      A. Fernandez, A. Cappa, F. Castejon, J. M. Fontdecaba,K. Nagasaki
    • 雑誌名

      Fusion Sci. and Tech. 53

      ページ: 254-260

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stabilization of neoclassical tearing modes by electron cyclotron current drive in JT-60U2007

    • 著者名/発表者名
      A. Isayama, et. al.
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 47

      ページ: 773-782

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stabilization and prevention of the 2/1 neoclassical tearing mode for improved performance in DIII-D2007

    • 著者名/発表者名
      R. Prater, et. al.
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 47

      ページ: 371-377

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ヘリカル系における電子サイクロトロン電流駆動-Hehotron J, TJ-II,CIS での実験結果-2007

    • 著者名/発表者名
      長崎百伸、他
    • 雑誌名

      J. Plasma Fusion Res. 83

      ページ: 764-772

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of Single Pass Electron Cyclotron (EC) Absorption Using Transmitted Waves in Heliotron J2007

    • 著者名/発表者名
      K. Nagasaki, et. al.
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Res. 2

      ページ: 39-39

    • NAID

      130002058876

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ヘリカル系における電子サイクロトロン電流駆動-Heliotron J, TJ-II, CHS での実験結果-2007

    • 著者名/発表者名
      長崎百伸、他
    • 雑誌名

      J. Plasma Fusion Res. 83

      ページ: 764-772

    • NAID

      110006418627

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneous shift of divertor plasma footprints during a discharge in a helical-axis heliotron device2007

    • 著者名/発表者名
      T. Mizuuchi, et. al.
    • 雑誌名

      Nucl. Fusion 47

      ページ: 395-402

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ECCD Experiments in Heliotron J: Recent Results Regarding the Dependence on Magnetic Configuration and Wave Polarization2007

    • 著者名/発表者名
      Alvaro CAPPA, et. al.
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Res. 2

      ページ: 30-30

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of non-inductive current in Heliotron J2007

    • 著者名/発表者名
      G. Motojima, K. Nagasaki, et. al.
    • 雑誌名

      Nucl. Fusion 47

      ページ: 1045-1052

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dependence of the confinement of fast ions generated by ICRF heating on the field configuration in Heliotron J2007

    • 著者名/発表者名
      H. Okada, et. al.
    • 雑誌名

      Nucl. Fusion 47

      ページ: 1346-1352

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Overview of JT-60U results for the development of a steady-state advanced tokamak scenario2007

    • 著者名/発表者名
      H. Takenaga, et. al.
    • 雑誌名

      Nucl. Fusion 47

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expermental Observations of O-X-B Heating of Overdense Plasmas in CHS2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshimura, et. al.
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology 52

      ページ: 216-220

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Change of Edge Plasma Distribution during a Discharge in Heliotron J2007

    • 著者名/発表者名
      Tohru MIZUUCHI, et. al.,
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Res. 2

    • NAID

      130002058969

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stabilization of neoclassical tearing modes by electron cyclotron current drive in JT-60U2007

    • 著者名/発表者名
      A., Isayama, et. al.
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 47

      ページ: 773-782

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Stabilization and prevention of the 2/1 neoclassi cal tearing mode for improved performance in2007

    • 著者名/発表者名
      R., Prater, et. al.
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 47

      ページ: 371-377

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electron cyclotron current drive in helical sy stems-Experimental results from Heliotron J, TJ-II and CHS2007

    • 著者名/発表者名
      K., Nagasaki, et. al.
    • 雑誌名

      J. Plasma Fusion Res 83

      ページ: 764-772

    • NAID

      110006418627

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experimental Observations of O-X-B Heating of Overdense Plasmas in CHS2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshimura, et. al.
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology 52

      ページ: 216-220

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of Non-Inductive Current in Heliotron J2006

    • 著者名/発表者名
      K.Nagasaki, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy conference

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Active Control of Neoclassical Tearing Modes toward Stationary High-Beta Plasmas in JT-60U2006

    • 著者名/発表者名
      A.Isayama, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Steady state operation research in JT-60U with extended pulse length2006

    • 著者名/発表者名
      T.Fujita, the JT-60 Team
    • 雑誌名

      Nucl. Fusion 46

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Control of Growth of Neoclassical Tearing Mode by Central Co-ECCD in JT-60U2006

    • 著者名/発表者名
      A.Isayama, et al.
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research 1

      ページ: 30-30

    • NAID

      130002058812

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] O-X-B Heating of Overdense Plasmas by 54.5 GHz Electron Cyclotron Waves in CHS2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Yoshimura, et al.
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research 1

      ページ: 29-29

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Measurement of Single Pass EC Absorption Using Transmitted Waves in Heliotron J2006

    • 著者名/発表者名
      K.Nagasaki, et al.
    • 雑誌名

      Proceeding of 14th Joint Workshop on Electron Cyclotron Emission and Electron Cyclotron Resonance Heating

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Steady state operation research in JT-60U with extended pulse length2006

    • 著者名/発表者名
      T.Fujita, the JT-60 Team
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 46

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Stabilization of neoclassical tearing mode by ECCD and its evolution simulation on JT-60U tokamak2005

    • 著者名/発表者名
      K. Nagasaki, et. al.
    • 雑誌名

      Nucl. Fusion 45

      ページ: 1608-1608

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stabilization of neoclassical tearing mode by ECCD and its evolution simulation on JT-60U tokamak2005

    • 著者名/発表者名
      K.Nagasaki, et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 45

      ページ: 1608-1608

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental study of plasma breakdown by second harmonic electron cyclotron waves in Heliotron J2005

    • 著者名/発表者名
      K.Nagasaki, et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 45

      ページ: 13-13

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Overview of JT-60U progress towards steady-state advanced tokamak2005

    • 著者名/発表者名
      S.Ide, the JT-60 Team
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 45

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental Conditions for Improved Confi nement Modes in Heliotron J2005

    • 著者名/発表者名
      T.Mizuuchi, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Plasma and Fusion Research 81

      ページ: 949-949

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] H-mode confinement of Heliotron J2005

    • 著者名/発表者名
      F.Sano, et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 5

      ページ: 1557-1557

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] ECCD Experiments in Stellarator/Heliotron2008

    • 著者名/発表者名
      K. Nagasaki, et. al.
    • 学会等名
      15th Joint Workshop on Electron Cyclotron Emission and Electron Cyclotron Resonance Heating
    • 発表場所
      Yosemite National Park
    • 年月日
      2008-03-11
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Recent eccd experiments in the TJ-II Stellarator2008

    • 著者名/発表者名
      A. Fernandez, A. Cappa, J. M. Fontdecaba, F. Castejon, K. Nagasaki
    • 学会等名
      15th Joint Workshop on Electron Cyclotron Emission and Electron Cyclotron Resonance Heating
    • 発表場所
      Yosemite National Park, USA
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Utilization of Electron Bernstein Wave, Heating and Current Drive for Tokamak Startup and Advanced Operations2008

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, et. al.
    • 学会等名
      15th Joint Workshop on Electron Cyclotron Emission and Electron Cyclotron Resonance Heating
    • 発表場所
      Yosemite National Park, USA
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ECCD Experiments in Heliotron J, TJ-II, CHS and LHD, Invited talk2007

    • 著者名/発表者名
      K. Nagasaki, et. al.
    • 学会等名
      Joint Conference of 17th International Toki Conference on Physics of Flows and Turbulence in Plasmas and 16th International Stellarator/Heliotron Workshop
    • 発表場所
      Ceratopia Toki, Gifu, Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Study of toroidal current effect on rotational transform profile by MHD activity measurement in Heliotron J2007

    • 著者名/発表者名
      G. Motojima, et. al.
    • 学会等名
      Joint Conference of 17th International Toki Conference on Physics of Flows and Turbulence in Plasmas and 16th International Stellarator/Heliotron Workshop
    • 発表場所
      Ceratopia Toki, Gifu, Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Experimental conditions for electron Bernstein wave heating by use of EC waves injected from high-field side in CHS2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshimura, K. Nagasaki, et. al.
    • 学会等名
      Joint Conference of 17th International Toki Conference on Physics of Flows and Turbulence in Plasmas and 16th International Stellarator/Heliotron Workshop
    • 発表場所
      Ceratopia Toki, Gifu, Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ヘリオトロンJにおける電子サイクロトロン電流駆動実験2007

    • 著者名/発表者名
      長崎百伸、他
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第24回年会
    • 発表場所
      イーグレひめじ
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ヘリオトロンJにおけるトロイダル電流がMHD平衡に与える影響に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      本島厳, 他
    • 学会等名
      第24回プラズマ・核融合学会年会
    • 発表場所
      イーグレひめじ
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ECCD Experiments in Heliotron J, TJ-II, C HS and LHD, Invited talk2007

    • 著者名/発表者名
      K., Nagasaki, et. al.
    • 学会等名
      Joint Conference of 17th International Toki Conference on Physics of Flows and Turbulence in Plasmas and 16th International Stellarator/Heliotron Workshop
    • 発表場所
      Ceratopia Toki, Gifu, Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ECCD Experiments in Heliotron J, TJ-II, CHS and LHD, Inv ited talk2007

    • 著者名/発表者名
      K. Nagasaki, G. Motojima, A. Fernandez, A. Cappa, Y. Yoshimura, T. Notake, Heliotron J. Team, TJ-II Team, CHS Team and LHD Team
    • 学会等名
      Joint Conference of 17th International Toki Conference on Physics of Flows and Turbulence in Plasmas and 16th International Stellarator/Heliotron Workshop
    • 発表場所
      Ceratopia Toki, Gifu, Japan
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] "Control of Non-Inductive Current in Heliotron J"2006

    • 著者名/発表者名
      K. Nagasaki
    • 学会等名
      21st IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Control of Non-Inductive Current in Heliotron J2006

    • 著者名/発表者名
      K., Nagasaki, et. al.
    • 学会等名
      21st IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] "Plasma Breakdown using Second Harmonic Electron Cyclotron Waves"(Invited talk)2005

    • 著者名/発表者名
      K. Nagasaki, et. al.
    • 学会等名
      The 5th General Scientific Assembly of Asia Plasma & Fusion Association on Progress of Fusion Science and Technology in Asia
    • 発表場所
      Ramada Plaza Hotel, Jeju, Korea
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Plasma Breakdown using Second Harmonic Electron Cyclotron Waves2005

    • 著者名/発表者名
      K., Naagsaki, et. al.
    • 学会等名
      The 5th General Scientific Assembly of Asia Plasma & Fusion Association on Progress of Fusion Science and Technology in Asia
    • 発表場所
      Ramada Plaza Hotel, Jeju, Korea
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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