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多チャンネル高速イオン温度測定装置の開発によるイオン系摂動輸送研究

研究課題

研究課題/領域番号 17686078
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 核融合学
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

坂本 宜照  日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究副主幹 (30354583)

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
21,060千円 (直接経費: 16,200千円、間接経費: 4,860千円)
2007年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2006年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2005年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
キーワード摂動輸送 / イオン温度 / プラズマ・核融合 / トカマク / 荷電交換分光計測 / 高速CCDカメラ / 運動量輸送 / プラズマ回転速度
研究概要

本年度は、昨年度までに完成させたイオン温度やプラズマ回転速度を高時間・高空間分解かつ高精度で測定できる多チャンネル高速イオン温度測定装置を用いて、JT-60の種々のプラズマに対してイオン系摂動輸送実験を実施した。本測定装置の開発によって、これまでほとんど行われていなかったイオン系の摂動輸送研究が可能となった。研究は研究実施計画に従って順調に進展したが、当初予定していたアイスペレットによる外部摂動印加実験は、ペレット入射装置の運転がなかったために実施できなかった。
イオン系への外部印加型の摂動源として中性粒子ビーム、電子サイクロトロン波を変調入射する実験を実施した。その結果、中性粒子ビームを摂動源とした場合にプラズマ回転速度への変調成分の観測に成功し、摂動輸送解析によって輸送行列の非対角項に対応するピンチ項の存在を明らかにした。一方、電子サイクロトロン波入射の場合にはイオン系への有意な変調成分が観測されなかったことから、イオン系輸送と電子系輸送の相互作用が小さいことを明らかにした。
また、内部誘起型の摂動源としてプラズマ周辺部に局在する崩壊現象を対象に測定を実施したが、本装置では崩壊現象に伴う背景光の変化を十分に除去できず、摂動に対する応答データを取得できなかった。一方で、本装置によって内部輸送障壁を有する負磁気シアプラズマの測定を実施したところ、従来の装置では観測できなかったイオン系内部輸送障壁の遷移現象を観測した。そこで、内部輸送障壁における遷移現象を内部誘起型の摂動源としてデータ解析を実施した。その結果、イオン温度勾配と電流分布の強い相互関係を定量的に示すとともに、両者の関係にヒステリシスが存在することを明らかにした。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 3件)

  • [雑誌論文] Role of pressure gradient on intrinsic toroidal rotation in tokamak plasmas2008

    • 著者名/発表者名
      M. Yoshida
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 100

      ページ: 105002-105002

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controllability of large bootstrap current fraction in JT-60U2007

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

      Nuclear Fusion 47

      ページ: 1506-1511

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sustainement of self-regulating plasmas with a large bootstrap current fraction in JT-60U2007

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

      Proceedings of 5th IAEA Technical Meeting on Staedy State Operations of Magnetic Fusion Devices

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] 高閉じ込めプラズマの制御2007

    • 著者名/発表者名
      坂本宜照
    • 雑誌名

      Journal of Plasma and Fusion Research 83

      ページ: 439-445

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Studies on impact of electron cyclotron wave injection on the internal transport barriers in JT-60U weak shear plasmas2007

    • 著者名/発表者名
      S. Ide
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 47

      ページ: 1499-1505

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] モジュレーション荷電交換分光計測による内部輸送障壁構造2007

    • 著者名/発表者名
      坂本宜照
    • 雑誌名

      日本物理学会講演概要集 62巻1号

      ページ: 231-231

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of a Low Plasma-Rotation Threshold for Stabilization of the Resistive-Wall Mode2007

    • 著者名/発表者名
      M.Takechi
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 98

      ページ: 55002-55002

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Response of toroidal rotation velocity to electron cyclotron wave injection in JT-60U2006

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

      Plasma Physics and Controlled Fusion 48

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Controllability of Large Bootstrap Current Fraction Plasmas in JT-60U2006

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

      Proceedings of 21th IAEA Fusion Energy Conference (Chengdu, China) (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamic Transport study of the plasmas with transport improvement in LHD and JT-60U2006

    • 著者名/発表者名
      K.Ida
    • 雑誌名

      Proceedings of 21th IAEA Fusion Energy Conference (Chengdu, China) (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 高時間分解イオン温度計測によるプラズマダイナミックスの研究2006

    • 著者名/発表者名
      坂本宜照
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会 第23回年会予稿集

      ページ: 15-15

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] JT-60における高速荷電交換分光装置の開発と輸送障壁でのイオン温度・プラズマ回転の振る舞い2006

    • 著者名/発表者名
      坂本宜照
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会 第23回年会予稿集

      ページ: 247-247

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Studies on impact of electron cyclotron wave injection on the internal transport barriers on JT-60U2006

    • 著者名/発表者名
      S.Ide
    • 雑誌名

      Proceedings of 21th IAEA Fusion Energy Conference (Chengdu, China) (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Response of toroidal rotation velocity to electron cyclotron wave injection in JT-60U2006

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

      Plasma Physics and Controlled Fusion (発行予定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] JT-60UにおけるEC入射によるトロイダル回転速度の応答2005

    • 著者名/発表者名
      坂本宜照
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会第22回年会予稿集

      ページ: 119-119

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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