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核融合プラズマ中を運動するダストのその場測定と運動モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20049011
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
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

朝倉 伸幸  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究主幹 (10222572)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2009年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2008年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワードプラズマ・核融合 / 微小粒子・ダスト / プラズマ材料相互作用 / トリチウム蓄積 / レーザー散乱測定 / スクレイプオフ層(SOL) / ディスラプション / YAGレーザー光散乱測定 / 高速カメラによる軌跡の測定
研究概要

本年度は、1. プラズマ放電においてYAGレーザー散乱で測定されたダストの空間分布の解析を進め、プラズマ中での存在密度や大きさなどを数値化し、ダストが多く放出される放電条件を明らかにすること、2. シミュレーションによる運動モデルとの比較を行うこと、が主な目的であった。
1. 様々な放電についてダスト粒子による散乱信号の強度や発生数の空間分布をまとめると共に、ダストの放出現象の特性を明らかにした。特に、ディスラプション時に多くの散乱信号が観測され、プラズマが消滅した直後も容器全体を飛翔していることが初めて明らかとなった。直後のプラズマ放電でも多くのダストがSOL領域を飛翔するが、セパラトリクスに近づくにつれ数も大きさも減少する。この結果、対向材表面から放出されたダストは昇華されつつSOL領域でプラズマ相互作用を受け運動するが、閉じ込めプラズマ領域への侵入は非常に少ないことが実験結果から判明した。
2. ダイバータ付近から発生した大きさの異なるダストが昇華に至るまでの時間と周辺プラズマへの侵入距離についてシミュレーション計算した結果、通常観測される半径0.1mm以下のダストは200ms以下の時間でSOLにて昇華に至ることが示された。これらの計算結果は、ダストを消滅まで追尾した高速カメラの測定結果やSOLにおいて多くの散乱信号が観測されたことを支持する。
3. さらに、本研究の対象であるダスト粒子を、JT-60U真空容器内の約180カ所で収集することができた。それらの重量、形状および水素同位体の蓄積量などの成分分析を今後実施することにより、プラズマ相互作用により対向材の表面で発生、あるいはプラズマが直接当たらない位置へ輸送され蓄積されるダストの挙動を理解し、総合的な研究成果を得るための貴重な試料となる。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Measurements of Carbon Dust by Fast TV Camera and Laser Scattering2010

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Asakura
    • 雑誌名

      JAEA-Review 2009-045

      ページ: 161-164

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] JT-60UにおけるYAGレーザー散乱によるプラズマ中のダスト分布と発生頻度の評価2009

    • 著者名/発表者名
      朝倉伸幸
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第26回年会
    • 発表場所
      京都市国際交流会館(京都市)
    • 年月日
      2009-12-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] JT-60Uにおける高速カメラとYAGレーザー散乱による炭素ダスト測定2008

    • 著者名/発表者名
      朝倉 伸幸
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第25回年会
    • 発表場所
      宇都宮
    • 年月日
      2008-12-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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