| 研究課題/領域番号 |
19J22036
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分14010:プラズマ科学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
秋光 萌 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2021年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2019年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 磁気島 / プラズモイド / blob / リコネクション加熱機構 / 磁気再結合 / プラズマ診断 / 高精細二次元計測 / 非定常リコネクション / 磁気リコネクション / プラズマ合体 / 電流シート / リコネクション加熱 / 磁気プローブ / 二次元トムソン散乱計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，磁気リネクション（磁化プラズマにおいて磁力線がつなぎ変わる現象）における磁気エネルギーがプラズマの熱・運動エネルギーに変換されることで起こる急速な加熱機構を，二次元高精細計測を駆使して実験的に検証することを目的とする。中型実験装置TS-6でのプラズマ合体実験に磁気プローブやトムソン散乱計測の2次元高精細計測を適用し，イオンドップラー計測とも組み合わせ、X点（磁力線がつなぎ変わる点）付近での細かな磁場構造，電子・イオンの挙動を同時に計測する。TS-6での～0.5T程度の低～中磁場実験と、英国核融合ベンチャーの大型実験装置ST40での数Tの高磁場の実験も含め合体加熱の物理を検証する。
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| 研究実績の概要 |
本年度は，球状トカマク実験装置TS-6での電流シート付近の二次元高精細磁場計測を行い電流シートでのBlobやプラズモイドの生成放出の加熱効果を検証した。
合体プラズマ実験において内部コイルのクローバーをかける時間を変更しインフロー速度を変化させた実験を行い、インフロー速度によるプラズモイドの形成の発展を明らかにした。インフローガイド磁場が高い場合インフロー速度が大きいと、インフロー束＞アウトフロー束によるパイルアップによって電流シートの電流密度が上昇し、電流シート層が厚くなり、複数のBlob（電流密度の塊）が形成される。イオンドップラー分光計測によりイオン温度の上昇を同時に計測したところBlob放出速度が速い場合のほうがイオン温度が上昇していた。
コロナの影響で海外渡航や現地実験の遅れのため計画の一部の大型装置での検証を行うことができなかった。
本研究を通して、ブロブはパイルアップ、不均一磁場（電流シートの曲がりによるもの）、不均一インフローなどが原因で生成され、プラズモイドやブロブが放出されるとリコネクション電界上昇がみられリコネクションが高速化される。リコネクション磁場やインフローを変えて実験を行いプラズモイドやブロブの放出の様子（大きさ・放出速度）によりリコネクションのタイムスケールが変わることが分かった。これによりパイルアップしたプラズマの塊が高速に放出されることによりリコネクションが高速化することを示している。プラズモイドによってリコネクションが高速化する場合、イオン温度や電子温度の上昇も見られ、プラズモイドリコネクションによるリコネクション加熱が実証できた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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