| 研究課題/領域番号 |
19H01875
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分14020:核融合学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
小林 進二 京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (70346055)
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| 研究分担者 |
大島 慎介 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (00469610)
鈴木 康浩 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (20397558)
仲田 資季 核融合科学研究所, 研究部, 准教授 (40709440)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2019年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
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| キーワード | ヘリカル系磁場配位 / 熱輸送 / ベータ効果 / ヘリカル系配位 / 統計加速 / 先進ヘリカル配位 / 高ベータプラズマ / 高ベータプラズマ生成 / 熱・乱流輸送 / 磁場閉じ込め核融合 / ビーム放射分光 / 乱流揺動計測 / ポロイダル流速 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
先進ヘリカル配位はプラズマ圧力の上昇にともなう反磁性効果・シャフラノフシフトによる平衡の変化をあらかじめ予測し、目標とするベータ値のプラズマにおいて輸送の改善・配位対称性の向上（ベータ効果）を期待して配位設計されている。本研究では、先進ヘリカル配位におけるベータ効果を実験的に検証することを目的として、１．高ベータプラズマ生成のための粒子補給法の検討、２．プラズマベータがエネルギー閉じ込め・熱輸送とMHD平衡に与える影響の解明、新古典輸送・乱流輸送シミュレーションとの比較、３．プラズマベータとポロイダルフローとの相関の検証、を行う事を計画する。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では、先進ヘリカル配位におけるベータ効果を実験的に検証する事を目的として、主に下記の成果を得た。(1) 非共鳴マイクロ波を用いた磁場強度に依らないプラズマ着火手法の開発に成功し、NBI着火に必要な条件とその物理を明らかにした。加えて、非共鳴マイクロ波により生成される相対論電子の特徴を明らかにした。(2) NBI加熱のみで中心部の電子温度尖塔化現象が発見され、電子内部輸送障壁の形成と類似した熱輸送の低減が見られた。(3)ヘリオトロンJにおいて平均ベータ値1%を超える高ベータプラズマ生成に成功し、閉じ込め特性を解明した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
先進ヘリカル配位におけるベータ効果の理解は、今後の配位設計に対して重要な指針を与えることが期待される。本研究では高強度ガスパフ法(HIGP)を用いることで、ヘリカル系で初めてNBIプラズマでCERCの様な中心部の電子熱輸送係数の低減を見いだした。これは新たな運転シナリオの候補となる。本研究で開発した非共鳴マイクロ波を予備電離に用いたNBIプラズマ着火は他装置にも応用可能であり、熱負荷低減や垂直NBI等、NBI着火要件を大幅に緩和することができる。本研究課題で発見された統計加速現象はレーザー加速と比べて1/100以下の電界強度で実現可能であり、地上での新しい統計加速模擬実験に展開が期待される。
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