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リップルトカマク/ヘリカル系プラズマにおける自発電流とその制御

研究課題

研究課題/領域番号 17560729
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

中村 祐司  京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (20198245)

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
3,580千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 180千円)
2007年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードプラズマ・核融合 / トロイダル磁場リップル / リップルトカマク / ヘリカル系プラズマ / 自発電流 / ブートストラップ電流 / バンピー磁場成分 / 新古典輸送理論 / neoclassical transport theory
研究概要

高いプラズマ圧力をもつトーラス型磁場閉じ込めプラズマでは、新古典輸送理論に基づいて予想されたブートストラップ電流と呼ばれる自発電流が流れ、プラズマ閉じ込めに大きな影響を与えている。そこで、トロイダル磁場リップルを考慮したトカマクプラズマ(以下リップルトカマク)やヘリカル系プラズマのように非軸対称なMHD平衡を有するプラズマにおいて、ブートストラップ電流がプラズマ閉じ込めに及ぼす影響を理論的に研究し、その制御手段を検討することを目的に、以下の研究を行った。
1.非軸対称プラズマのMHD平衡を精度よく求めるため、HINT2コードの開発を行った。また、プラズマ境界形状のバンピー成分がMHD安定性に及ぼす影響について解析を行った。
2.L=1ヘリオトロンであるヘリオトロンJ装置では、磁場配位を変化させることでブートストラップ電流の向きが反転するという興味深い実験結果が得られている。そこで、L=1ヘリオトロンとリップルトカマクにおけるブートストラップ電流の理論的解析を行い、ブートストラップ電流の配位依存性、トロイダルリップル依存性を明らかにした。
3.ブートストラップ電流やビーム駆動電流を含むプラズマ電流の時間発展をMHD平衡と矛盾せずに行う小規模な統合シミュレーションを行うため、ブートストラップ電流およびビーム駆動電流の解析プログラムのモジュール化と、非軸対称トーラスプラズマにおけるプラズマ電流分布の時間発展を解析するモジュールの開発を行い、LHDプラズマにおけるプラズマ電流分布の過渡応答を明らかにした。

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

    (55件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (33件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (22件)

  • [雑誌論文] Effect of toroidal current on rotational transform profile by MHD activity measurement in Heliotron J(掲載決定)2008

    • 著者名/発表者名
      G. Motojima, 他
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Research 3(未定)

    • 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] Time Evolution of the Rotational Transform Profile in Current-Carrying LHD Plasmas(掲載決定)2008

    • 著者名/発表者名
      YUji Nakamura, 他
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Research 3(未定)

    • 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] Development of hierarchy-integrated simulation code for toroidal helical plasmas, TASK3D(掲載決定)2008

    • 著者名/発表者名
      M. Sato, 他
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Research 3(未定)

    • 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] Effect of toroidal current on rotational transform profile by MHD activity measurement in Heliotron J2008

    • 著者名/発表者名
      G., Motojima, S., Yamamotoa, H., Okada, et. al.
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Research Vol.3(accepted for publication)

    • 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] Time Evolution of the Rotational Transform Profile in Current-Carrying LHD Plasmas2008

    • 著者名/発表者名
      Yuji, Nakamura, K.Y., Watanabe, Y., Narushima, et. al.
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Research Vol.3(accepted for publication)

    • NAID

      130000264003

    • 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] Development of hierarchy-integrated simulation code for toroidal helical plasmas, TASK3D2008

    • 著者名/発表者名
      Masahiko, Sato, Shinichiro, Toda, Yuji, Nakamura, et. al.
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Research Vol.3(accepted for publication)

    • NAID

      130000264008

    • 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] Time evolution of the rotational transform profile in current-carrying LHD plasmas (掲載決定)2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakamura, 他
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research 3

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of hierarchy-integrated simulation code for toroidal helical plasmas, TASK3D (掲載決定)2008

    • 著者名/発表者名
      M. Sato, 他
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research 3

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytical Methods to Calculate Flows and Diffusions Driven by Neoclassical Viscosities in Helical Plasmas2007

    • 著者名/発表者名
      Shin Nishimura, 他
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology 51

      ページ: 61-78

    • 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] Dependence of Toroidal Current on Bumpy Field Component in Heliotron J2007

    • 著者名/発表者名
      G. Motojima, 他
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology 51

      ページ: 122-128

    • 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, 他
    • 雑誌名

      Nuclear 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 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, M., Nosaku, et. al.
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion Vol.47

      ページ: 1045-1052

    • 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] Analytical Methods to Calculate Flows and Diffusions Driven by Neoclassical Viscosities in Helical Plasmas2007

    • 著者名/発表者名
      S. Nushimura, 他
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology 51

      ページ: 61-78

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytical Methods to Calculate Flows and Diffusions Driven by Neoclassical Viscosities in Helical Plasmas2007

    • 著者名/発表者名
      S.Nishimura, 他
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology Vol.51

      ページ: 61-78

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Boundary modulation effects on MHD instabilities in heliotrons2006

    • 著者名/発表者名
      N. Nakajima, 他
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 46

      ページ: 177-199

    • 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] Effects of Toroidal Field Ripples on the Bootstrap Current in Tokamaks2006

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nakamura
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research 1

      ページ: 10-10

    • NAID

      130002058748

    • 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] Effects of bumpy field component on the bootstrap current in L=1 helical plasmas2006

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nakamura, 他
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology 50

      ページ: 281-286

    • 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] Development of Integrated Simulation System for Helical Plasmas2006

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nakamura, 他
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology 50

      ページ: 457-463

    • 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] Development and application of HINT2 to helical system plasmas2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, 他
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 46

    • 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] Boundary modulation effects on MHD instabilities in heliotrons2006

    • 著者名/発表者名
      N., Nakajima, S.R., Hudson, C.C., Hegna, Y., Nakamura
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion Vol.46

      ページ: 177-199

    • 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] Effects of Toroidal Field Ripples on the Bootstrap Current in Tokamaks2006

    • 著者名/発表者名
      Yuji, Nakamura
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research Vol.1

      ページ: 10-10

    • NAID

      130002058748

    • 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] Effects of bumpy field component on the bootstrap current in L=1 helical plasmas2006

    • 著者名/発表者名
      Yuji, Nakamura, N., Nakajima, K.Y., Watanabe, M., Yokoyama
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology Vol.50

      ページ: 281-286

    • 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] Development of Integrated Simulation System for Helical Plasmas2006

    • 著者名/発表者名
      Y., Nakamura, M., Yokoyama, N., Nakajima, A., Fukuyama, et. al.
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology Vol.50

      ページ: 457-463

    • 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] Development and application of HINT2 to helical system plasmas2006

    • 著者名/発表者名
      Y., Suzuki, N., Nakajima, K.Y., Watanabe, Y., Nakamura, T., Hayashi
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion Vol.46

      ページ: 19-24

    • 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] Analytical Methods to Calculate Flows and Diffusions Driven by Neoclassical Viscosities in Helical Plasmas2006

    • 著者名/発表者名
      Shin, Nishimura, Hideo, Sugama, Yuji, Nakamura
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology Vol.51

      ページ: 61-78

    • 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] Boundary modulation effects on MHD instabilities in heliotrons2006

    • 著者名/発表者名
      N.Nakajima, 他
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion Vol.46

      ページ: 177-199

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of Toroidal Field Ripples on the Bootstrap Current in Tokamaks2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakamura
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Research Vol.1

      ページ: 10-10

    • NAID

      130002058748

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of bumpy field component on the bootstrap current in L=1 helical plasmas2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakamura, 他
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology Vol.50

      ページ: 281-286

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Integrated Simulation System for Helical Plasmas2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakamura, 他
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology Vol.50

      ページ: 457-463

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development and application of HINT2 to helical system plasmas2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Suzuki, 他
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion Vol.46

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of bumpy field component on the bootstrap current in L=1 helical plasmas2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakamura他
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology 49・8(in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Dependence of Toroidal Current on Bumpy Field Component in Heliotron J

    • 著者名/発表者名
      G., Motojima, H., Okada, K.Y., Watanabe, Y., Nakamura, et. al.
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology Vol.51

      ページ: 122-128

    • 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] Development of Integrated Simulation System for Helical Plasmas

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakamura他
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology (to be published)(掲載決定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] LHDプラズマにおけるブートストラップ電流分布の時間発展2008

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nakamura
    • 学会等名
      NIFS共同研究研究会「MHD理論の進展とその周辺」
    • 発表場所
      核融合科学研究所
    • 年月日
      2008-02-20
    • 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] Time evolution of the bootstrap current profile in LHD plasmas2008

    • 著者名/発表者名
      Y., Nakamura, et. al.
    • 学会等名
      NIFS meeting on "Progress in MHD theory"
    • 発表場所
      NIFS, Gifu
    • 年月日
      2008-02-20
    • 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] Time evolution of the rotational transform profile in current-carrying LHD plasmas2007

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nakamura
    • 学会等名
      17th International Toki Conference and 16th International Stellarator/Heliotron Workshop
    • 発表場所
      核融合科学研究所
    • 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] Time evolution of the rotational transform profile in current-carrying LHD plasmas2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Nakamura, et. al.
    • 学会等名
      17th International Told Conference and 16th International Stellarator/Heliotron Workshop
    • 発表場所
      Gifu
    • 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] Time Evolution of the Rotational Transform Profile in Current-Carrying LHD Plasmas2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakamura, 他
    • 学会等名
      第17回国際土岐会議 & 16th International Stellarator/Heliotron Workshop
    • 発表場所
      岐阜県土岐市
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Development of hierarchy-integrated simulation code for toroidal helical plasmas, TASK3D2007

    • 著者名/発表者名
      M. Sato, 他
    • 学会等名
      第17回国際土岐会議 & 16th International Stellarator/Heliotron Workshop
    • 発表場所
      岐阜県土岐市
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Effect of toroidal field(TF)ripples on the bootstrap current in Tokamaks2006

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nakamura
    • 学会等名
      11回 NEXT研究会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 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] Time Evolution of Toroidal Current in Helical Plasmas2006

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nakamura
    • 学会等名
      33rd EPS Conference on Plasma Physics
    • 発表場所
      イタリア、ローマ
    • 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] Analysis of Net Plasma Currents in Non-Axisymmetric Plasmas Tokamaks2006

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nakamura
    • 学会等名
      Combined Meeting of Kinetic Theory in Stellarator and Coordinated Working Group Meeting
    • 発表場所
      京都大学
    • 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] Analysis of Net Plasma Currents in Non-Axisymmetric Plasmas Tokamaks2006

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nakamura
    • 学会等名
      21th IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      中国、成都
    • 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] Analysis of Net Plasma Currents in Non-Axisymmetric Plasmas Tokamaks2006

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nakamura
    • 学会等名
      5th BPSI Annual Meeting
    • 発表場所
      九州大学
    • 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] Time Evolution of Toroidal Currents in Helical Plasmas2006

    • 著者名/発表者名
      Y., Nakamura, et. al.
    • 学会等名
      33rd EPS Conference on Plasma Physics
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 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] Analysis of Net Plasma Currents in Non-Axisymmetric Plasmas2006

    • 著者名/発表者名
      Y., Nakamura, et. al.
    • 学会等名
      Combined Meeting of Kinetic Theory in Stellarator (KTS) and Coordinated Working Group Meeting (CWGM)
    • 発表場所
      Kyoto, 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] Analysis of Net Plasma Currents in Non-Axisymmetric Plasmas2006

    • 著者名/発表者名
      Y., Nakamura, et. al.
    • 学会等名
      21th 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] Analysis of Net Plasma Currents in Non-Axisymmetric Plasmas2006

    • 著者名/発表者名
      Y., Nakamura, et. al.
    • 学会等名
      5th BPSI Annual Meeting
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 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] Development of Integrated Simulation System for Helical Plasmas2005

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nakamura
    • 学会等名
      15th International Stellarator Workshop
    • 発表場所
      スペイン、マドリッド
    • 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] Effect of the bumpy field component on the bootstrap current2005

    • 著者名/発表者名
      Yuji Nakamura
    • 学会等名
      15th International Stellarator Workshop
    • 発表場所
      スペイン、マドリッド
    • 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] Flows and Diffusion driven by Neoclassical Viscosities in Helical Plasmas2005

    • 著者名/発表者名
      Shin Nishimura
    • 学会等名
      15th International Stellarator Workshop
    • 発表場所
      スペイン、マドリッド
    • 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] Development of Integrated Simulation System for Helical Plasmas2005

    • 著者名/発表者名
      Y., Nakamura, et. al.
    • 学会等名
      15th International Stellarator Workshop
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 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] Effect of the bumpy field component on the bootstrap current2005

    • 著者名/発表者名
      Y., Nakamura, et. al.
    • 学会等名
      15th International Stellarator Workshop
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 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] Flows and Diffusions driven by Neoclassical Viscosities in Helical Plasmas2005

    • 著者名/発表者名
      S., Nishimura, et. al.
    • 学会等名
      15th International Stellarator Workshop
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 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] Effect of toroidal field (TF) ripples on the bootstrap current in Tokamaks

    • 著者名/発表者名
      Y., Nakamura
    • 学会等名
      11th NEXT Workshop
    • 発表場所
      Kyoto
    • 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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