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受動的プラズマ位置安定作用を持つ簡易コイルを用いた主ディスラプション抑制の実証

研究課題

研究課題/領域番号 17K06990
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 核融合学
研究機関東京工業大学

研究代表者

飯尾 俊二  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (90272723)

研究分担者 筒井 広明  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (20227440)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード炉心プラズマ / トカマク / ディスラプション / 位置不安定性 / VDE / サドル型コイル / 簡易ヘリカルコイル / 核融合炉 / ヘリカル磁場 / プラズマ位置安定性
研究成果の概要

プラズマ位置の安定化作用のある簡易コイルを用いた受動的制御により、トカマク型核融合装置の課題である主ディスラプションの発生を抑制できることを、小型トカマク装置PHiXにて実証することを目的とした。プラズマ断面縦長度は1.2程度にとどまったものの、サドル型コイル通電によりトカマク・プラズマが上下方向に移動するのが抑制されてプラズマ中心が赤道面にほぼ維持できることを小型トカマク装置PHiXにて見い出した。プラズマ表面のMHD モードの安定化に適用されるサドル型コイルにプラズマ位置安定化作用があることを実験で明らかにしたのは世界初である。簡易コイルによるディスラプション抑制の実証には至らなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

サドル型コイルは、トロイダル磁場コイルとプラズマ電流を誘導する変流器コイルが密集してスペースの確保が困難なトーラス内側を通す必要がなく、かつトロイダル方向・大半径方向・鉛直方向のコイル軌道で構成でき、加熱や排気用の大型ポートを避け易く、大型トカマクや既存の装置にも設置可能である。そのような簡易コイルに定電流を流す受動的制御で、フィードバック制御を必要とせずにプラズマ位置安定化作用を見出した意義は大きい。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Magnet coil power supply by a self-excited induction generator with a flywheel for a small tokamak, PHiX2019

    • 著者名/発表者名
      Murayama Masamichi、Kato Shuhei、Tsutsui Hiroaki、Tsuji-Iio Shunji
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 148 ページ: 111270-111270

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2019.111270

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combination of Flywheel Energy Storage System and Boosting Modular Multilevel Cascade Converter2018

    • 著者名/発表者名
      Masamichi Murayama , Shuhei Kato , Hiroaki Tsutsui, Shunji Tsuji-Iio, and Ryuichi Shimada
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Supercond.

      巻: 28 号: 3 ページ: 5700704-5700704

    • DOI

      10.1109/tasc.2018.2806914

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 小型トカマク装置PHiXにおけるプラズマ位置形状制御2019

    • 著者名/発表者名
      宮 翔真,村山真道,飯尾俊二,筒井広明
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第35回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 簡易ヘリカルコイルを用いたトカマク・プラズマの垂直位置制御2019

    • 著者名/発表者名
      安東良祐,内藤 晋,筒井広明,飯尾俊二
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第35回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] サドルコイルを用いたトカマクプラズマの垂直位置安定化2019

    • 著者名/発表者名
      内藤 晋,安東良祐,飯尾俊二 ,筒井広明
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第35回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 小型トカマク装置プラズマ制御のための磁気センサーの再設置2019

    • 著者名/発表者名
      宮崎琢也,高木美沙,筒井広明,飯尾俊二
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第35回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 搬送波を用いたホール素子磁気計測の予備実験2018

    • 著者名/発表者名
      謝睿、村山真道、筒井広明、飯尾俊二
    • 学会等名
      第12回核融合エネルギー連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 多段反射光モデルを考慮したトカマクプラズマの可視光トモグラフィ2018

    • 著者名/発表者名
      宗近洸洋、筒井広明、飯尾俊二
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第35回年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 小型トカマク装置PHiXにおける鉄心の影響を考慮した着火特性改善2018

    • 著者名/発表者名
      内藤晋、小林孝行、飯尾俊二、筒井広明
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第35回年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 小型トカマク装置PHiXにおける誤差磁場主要原因と対策2018

    • 著者名/発表者名
      内藤 晋、飯尾 俊二、筒井 広明、坂本 惇、若林 優也
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 小型トカマク装置における光ダイオードによるプラズマ位置検出2017

    • 著者名/発表者名
      島谷 太一、坂本 惇、村山 真道、小林 孝行、筒井 広明、飯尾 俊二
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] トカマク装置内の磁性材による磁気計測への影響を補正する磁化電 流の面電流近似2017

    • 著者名/発表者名
      小林 孝行、飯尾 俊二、筒井 広明
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] フライホイール付自励誘導発電機によるトロイダル磁場コイル電源2017

    • 著者名/発表者名
      村山 真道、加藤 修平 、藤澤 彰英、松岡 啓介、飯尾 俊 二、筒井 広明、嶋田 隆一
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 小型トカマク装置でのプラズマの位置及び縦長断面制御2017

    • 著者名/発表者名
      坂本 惇、小林 孝行、村山 真道、若林 優也、島谷 太一、筒井 広明、飯尾 俊二
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 簡易ヘリカルコイルによる真空閉磁気面生成2017

    • 著者名/発表者名
      若林 優也、飯尾 俊二、筒井 広明、村山 真道、坂本 惇
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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