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電子バーンスタイン波駆動超高密度球状トーラスにおける間欠的プラズマ噴出現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H01198
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分14020:核融合学関連
研究機関京都大学

研究代表者

打田 正樹  京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (90322164)

研究分担者 田中 仁  京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (90183863)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
キーワード球状トーラス / 無誘導起ち上げ / 電子バーンスタイン波 / 不安定性 / 球場トーラス / 電子バーンスタイン波加熱 / 無誘導立ち上げ
研究成果の概要

電子バーンスタイン波により無誘導に形成された遮断密度の約7倍を超える球状トカマクにおいて、電子密度上昇とともに現れる間欠的プラズマ噴出の詳細課程を観測するため、軟X線CTシステムの設計・製作・設置、磁気プローブ増設、重イオンビームプローブの整備を行った。軟X線CT像から遮断密度の7倍領域においては最外殻磁気面内の外寄りに電流中心付近をピークとした分布が観測された。磁気計測によりプラズマ噴出の際の電流変化を観測すると、電子が上部に向かって損失(もしくはイオンが下部に損失)するような変化が観測され、最外殻磁気面の外に噴出した粒子が磁力線に沿って真空容器壁に損失していることを示唆した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

電子バーンスタイン波により無誘導に形成された遮断密度の約7倍の球状トカマクにおいて、電子密度上昇とともに現れる間欠的プラズマ噴出の詳細課程について、軟X線CTシステムの設計・製作、磁気プローブ増設、重イオンビームプローブの整備を行い、プラズマ噴出の際のトロイダル電流の変化、軟X線発光像の変化を追跡した。この結果をもとにプラズマ噴出の制御が可能となれば、球状トカマクの無誘導起動の実現性が高まり、低コスト核融合炉へ道が開ける。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Mapping of power deposition zone of electron Bernstein waves externally excited in tokamak plasmas2019

    • 著者名/発表者名
      T. Maekawa, H. Tanaka, M. Uchida
    • 雑誌名

      Plasma Phys. Control. Fusion

      巻: 61 号: 10 ページ: 105017-105017

    • DOI

      10.1088/1361-6587/ab3258

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 球状トカマク装置LATEにおける4台のピンホールカメラを用いた軟X線CTシステムの構築2020

    • 著者名/発表者名
      長えき巧巳, 打田正樹, 梶田竜助, 出田雄己, 野澤嘉孝, 郭星宇, 芦田涼, 中井亮太朗, 吉岡慎太郎, 田中仁, 前川孝
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] LATE球状トカマクプラズマの空間電位計測用HIBPにおける入射イオンビーム制御による2次ビーム電流の最大化2020

    • 著者名/発表者名
      中井亮太朗, 吉岡慎太郎, 野澤嘉孝, 梶田竜助, 郭星宇, 芦田涼, 長えき巧巳, 出田雄己, 田中仁, 打田正樹, 前川孝
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 電子バーンスタイン波で生成された球状トカマクプラズマへの電子ビーム入射実験2020

    • 著者名/発表者名
      田中仁,野澤嘉孝,梶田竜助,郭星宇,芦田涼,中井亮太朗,長えき巧巳,出田雄己, 吉岡慎太郎, 打田正樹,前川孝
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 磁気プローブアレイによる LATEマイクロ波球状トカマクにおける間欠的プラズマ噴出の観測と解析2019

    • 著者名/発表者名
      梶田 竜助, 野澤 嘉孝, 郭 星宇, 松井 三四郎, 山形 周平,久津間 哲人, 中井 隆裕, 芦田 涼, 中井 亮太朗, 長エキ 拓巳,打田 正樹, 田中 仁, 前川 孝
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] LATEにおける4方向AXUVピンホールカメラを用いた軟X線CTシステムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      山形周平,打田正樹,梶田竜助,野澤嘉孝,郭星宇,久津間哲人,中井隆裕,松井三四郎, 芦田涼,中井亮太朗,長エキ 巧巳,田中仁,前川孝
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 無誘導 ECH/ECCD で立ち上げたオーバーデンス球状トカマクプラズマにおける間欠的プラズマ噴出現象2019

    • 著者名/発表者名
      梶田竜助,後藤恵介,野澤嘉孝,郭星宇,大谷純己,塚本亘,野口哲夫,久津間哲人,中井隆裕,松井三四郎,山形周平,打田正樹,田中仁,前川孝
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Density Oscillations by Intermittent Plasma Ejection in the Overdense ST Plasma Produced by EBW in the LATE Device2018

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, R. Kajita, Y. Nozawa, H. Shirai, M. Uchida, T. Maekawa
    • 学会等名
      4th UNIST- Kyoto Univ. Workshop on "Physics validation and control of turbulent transport and MHD in fusion plasmas"
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-inductive startup of spherical torus by electron Bernstein waves using 2.45GHz and 5GHz microwaves on LATE2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Uchida, Yoshitaka Nozawa, Ryusuke Kajita, Junki Ootani, Keisuke Gotou, Wataru Tsukamoto, Tetsuo Noguchi, Hitoshi Tanaka, Takashi Maekawa
    • 学会等名
      US-EU-Japan RF Heating Technology/US-Japan RF Heating Physics WS
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electron Bernstein Wave Heating and Current Drive with Multi-Electron Cyclotron Resonances During Non-inductive Start-up on LATE2018

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, Y. Nozawa, M. Uchida, R. Kajita, Y. Omura, Y. Sakai, H. Shirai, J. Ootani, K. Goto, W. Tsukamoto, T. Noguchi, X. Guo, T. Maekawa
    • 学会等名
      27th IAEA Fusion Energy Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-inductive formation of overdense spherical tokamak plasmas by electron Bernstein waves in the LATE device2018

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, Y. Nozawa, R. Kajita, J. Ootani, K. Goto, W. Tsukamoto, T. Noguchi, T. Kuzuma, T. Nakai, S. Matsui, S. Yamagata, X. Guo, M. Uchida, T. Maekawa
    • 学会等名
      2nd Asia-Pacific Conference on Plasma Physics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Present status of EBW experiment in LATE2018

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, R. Kajita, W. Tsukamoto, S. Matsui, Y. Nozawa, M. Uchida, T. Maekawa
    • 学会等名
      6th Kyushu QUEST Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子バーンスタイン波加熱・電流駆動による無誘導球状トカマク立ち上げを阻害する不安定性の様相2018

    • 著者名/発表者名
      後藤恵介,梶田竜助,野澤嘉孝,郭星宇,大谷純己,塚本亘,野口哲夫,久津間哲人,中井隆裕,松井三四郎,山形周平,打田正樹,田中 仁,前川孝
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] LATE 球状トカマクの無誘導 ECH/ECCD 立ち上げにおける HIBP による静電ポテンシャル分布と揺動の計測2018

    • 著者名/発表者名
      塚本亘,松井三四郎,野澤嘉孝,梶田竜助,大谷純己,後藤恵介,野口哲夫,久津間哲人,中井隆裕,山形周平,打田正樹,田中仁,前川 孝
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 電子バーンスタイン波加熱・電流駆動による無誘導球状トカマク立ち上げ時の高速電子損失と熱流損失2018

    • 著者名/発表者名
      野口哲夫,中井隆裕,野澤嘉孝,梶田竜助,大谷純己, 後藤恵介,塚本亘, 久津間哲人,松井三四郎,山形周平,打田正樹,田中仁,前 川孝
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] LATE装置における2周波数(2.45/5GHz)のマイクロ波を用いた電子バーンスタイン波加熱・電流駆動2018

    • 著者名/発表者名
      野澤嘉孝,梶田竜助,郭星宇,大谷純己,後藤恵介,塚本亘,野口哲夫,中井隆裕,松井三四郎,山形周平,久津間哲人,打田正樹,田中 仁,前川孝
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 無誘導ECH/ECCDで立ち上げたオーバーデンス球状トカマクプラズマにおける間欠的プラズマ噴出現象2018

    • 著者名/発表者名
      梶田竜助,後藤恵介,野澤嘉孝,郭星宇,大谷純己,塚本亘,野口哲夫,久津間哲人,中井隆裕,松井三四郎,山形周平,打田正樹,田中 仁,前川孝
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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