トーラス磁場閉じ込めプラズマにおける乱流構造と輸送障壁の研究

• 研究課題/領域番号: 20760581
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 糟谷 直宏 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (20390635)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2009年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2008年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
• キーワード: 理論シミュレーション / トーラスプラズマ / 乱流構造 / 帯状流 / 3次元性 / 改善閉じ込め / 輸送障壁 / ストリーマ / スペクトル法

研究概要

乱流が形成するメゾスケール構造はトーラス磁場閉じ込めプラズマの輸送現象で重要な役割を果たす。本研究はその構造形成機構の理解を目的とする。円筒形プラズマの抵抗性ドリフト波乱流シミュレーションから乱流構造形成の素過程について研究を行い、飽和機構や選択則に関する知見を得た。さらにヘリカルプラズマにおけるドリフト交換型不安定性シミュレーションコードを開発し、得られた乱流場に対して実験計測の模擬を行うことで、乱流構造の様相とその形成の時空間構造を示し、シミュレーションと実験の共同研究を有機的に進める枠組みの基盤構築をした。

研究成果

• [雑誌論文] Zonal flows induced by symmetry breaking with existence of geodesic acoustic modes (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Sasaki, K.Itoh, S.-I.Itoh, N.Kasuya
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 52 号: 2 ページ: 0230091-14
  • DOI: 10.1088/0029-5515/52/2/023009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heavy Ion Beam Probe Measurement in Turbulence Diagnostic Simulator (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, S. Nishimura, M. Yagi, K. Itoh and S.-I. Itoh
  • 雑誌名: Plasma Science and Technology 巻: Vol.13 号: 3 ページ: 326-331
  • DOI: 10.1088/1009-0630/13/3/11
  • 査読あり
• [雑誌論文] On Detection of a Global Mode Structure in Experiments by Use of Turbulence Diagnostic Simulator (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, S. Nishimura, M. Yagi, K. Itoh and S.-I. Itoh
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 6 ページ: 1403002-1403002
  • DOI: 10.1585/pfr.6.1403002
  • NAID: 130000903679
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-Dimensional Turbulence Analyses Using Turbulence Diagnostic Simulator (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Kasuya, M.Yagi, K.Itoh, S.-I.Itoh
  • 雑誌名: Proceedings of 38th European Physical Society Conference on Plasma Physics
• [雑誌論文] On Detection of a Global Mode Structure in Experiments by Use of Turbulence Diagnostic Simulator (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Kasuya, S.Nishimura, M.Yagi, K.Itoh, S.-I.Itoh
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research Vol.6
  • NAID: 130000903679
  • 査読あり
• [雑誌論文] On Detection of a Global Mode Structure in Experiments by Use of Turbulence Diagnostic Simulator (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Kasuya, S.Nishimura, M.Yagi, K.Itoh, S.-I.Itoh
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 6
  • NAID: 130000903679
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective formation of streamers in magnetized cylindrical plasmas (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, M. Yagi, K. Itoh and S.-I. Itoh
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: Vol.50 号: 5 ページ: 054003-054003
  • DOI: 10.1088/0029-5515/50/5/054003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective formation of streamers in magnetized cylindrical plasmas (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Kasuya, M.Yagi, K.Itoh, S.-I.Itoh
  • 雑誌名: Nuclear Fusion Vol.50
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective formation of streamers in magnetized cylindrical plasmas (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Kasuya, M.Yagi, K.Itoh, S.-I.Itoh
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 50
  • 査読あり
• [雑誌論文] Turbulence Diagnostic Simulator for Analyzing Structural Formation in Magnetically Confined Plasmas (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Kasuya, S.Nishimura, M.Yagi, K.Itoh, S.-I.Itoh, N.Ohyabu
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research Series 巻: 9 ページ: 523-528
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analyses of Nonlinear Coupling for Turbulent Structural Formation in Magnetized Cylindrical Plasmas (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, M. Yagi, K. Itoh and S.-I. Itoh
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research Series 巻: Vol.8 ページ: 77-81
  • URL: http://www.jspf.or.jp/JPFRS/PDF/Vol8/jpfrs2009_08-0077.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analyses of Nonlinear Coupling for Turbulent Structural Formation in Magnetized Cylindrical Plasmas (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Kasuya, M.Yagi, K.Itoh, S.-I.Itoh
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research Series Vol.8 ページ: 77-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analyses of Nonlinear Coupling for Turbulent Structural Formation in Magnetized Cylindrical Plasmas (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Kasuya, M.Yagi, K.Itoh, S.-I.Itoh
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research Series 8 ページ: 77-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-Dimensional Model Including the Mechanism of a Poloidal Shock Structure and Geodesic Acoustic Mode in Toroidal Plasmas (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya and K. Itoh
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 3 ページ: S1016-S1016
  • DOI: 10.1585/pfr.3.S1016
  • NAID: 130000263961
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective Formation of Turbulent Structures in Magnetized Cylindrical Plasmas (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, M. Yagi, K. Itoh and S.-I. Itoh
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: Vol.15 号: 5
  • DOI: 10.1063/1.2912461
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-dimensional Model Including the Mechanism of the Poloidal Shock Structure and Geodesic Acoustic Mode in Toroidal Plasmas (2008)
  • 著者名/発表者名: N.Kasuya, K.Itoh
  • 雑誌名: Plasma Fusion Research Vol.3
  • NAID: 130000263961
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective Formation of Turbulent Structures in Magnetized Cylindrical Plasmas (2008)
  • 著者名/発表者名: N.Kasuya, M.Yagi, K.Itoh, S.-I.Itoh
  • 雑誌名: Physics of Plasmas Vol.15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective Formation of Turbulent Structures in Magnetized Cylindrical Plasmas (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, M. Yagi, K. Itoh and S.-I. Itoh
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-dimensional Model Including the Mechanism of the Poloidal Shock Structure and Geodesic Acoustic Mode in Toroidal Plasmas (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya and K. Itoh
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res. 3
  • NAID: 130000263961
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selection rule for turbulent structural formation : Study of magnetized cylindrical plasmas (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, M. Yagi, K. Itoh and S.-I. Itoh
  • 雑誌名: J. Phys. : Conference Series 123
  • 査読あり
• [学会発表] PANTAにおけるバイアス実験の数値シミュレーション(飽和機構と分岐) (2012)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏, 佐々木真, 稲垣滋, 藤澤彰英, 矢木雅敏, 伊藤公孝, 伊藤早苗
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 兵庫県西宮市
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] Numerical Measurements of Plasma Turbulent Structures Using the Turbulence Diagnostic Simulator (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Kasuya, M.Yagi, K.Itoh, S.-I.Itoh
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 石川県金沢市
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] 流体乱流コードの高速化と磁化プラズマにおける構造形成シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏, 矢木雅敏, 伊藤公孝, 伊藤早苗
  • 学会等名: プラズマシミュレータシンポジウム2011
  • 発表場所: 岐阜県土岐市
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] Three-Dimensional Turbulence Analyses Using Turbulence Diagnostic Simulator (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Kasuya, M.Yagi, K.Itoh, S.-I.Itoh
  • 学会等名: 38th EPS Conference on Plasma Physics
  • 発表場所: フランス、ストラスブール
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] On Detection of a Global Mode Structure by Use of Turbulence Diagnostic Simulator (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Kasuya, M.Yagi, K.Itoh, S.-I.Itoh
  • 学会等名: 1st Asia Pacific Transport Working Group
  • 発表場所: 岐阜県土岐市
  • 年月日: 2011-06-16
• [学会発表] Numerical Diagnostics of Plasma Turbulence in Turbulence Diagnostic Simulator (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Kasuya, M.Yagi, K.Itoh, S.-I.Itoh
  • 学会等名: International Symposium on Plasma Turbulence, Imaging and Synergy
  • 発表場所: 福岡県春日市
  • 年月日: 2011-06-08
• [学会発表] 乱流計測シミュレータを用いた巨視的モード構造検出法について (2011)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏、矢木雅敏、伊藤公孝、伊藤早苗
  • 学会等名: 日本物理学会 第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟県新潟市
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Turbulence Diagnostic Simulator-development of numerical tools for turbulence analyses in helical plasmas (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Kasuya, S.Nishimura, M.Yagi, K.Itoh, S.-I.Itoh
  • 学会等名: 20th Intenational Toki Conference
  • 発表場所: 岐阜県土岐市
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] Development of Turbulence Diagnostics on Three-Dimensional Fields Obtained by Numerical Simulations in Magnetically Confined Plasmas (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, S. Nishimura, M. Yagi, K. Itoh, S.-I. Itoh and N. Ohyabu
  • 学会等名: 23rd IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: 大韓民国大田
  • 年月日: 2010-10-13
• [学会発表] 直線プラズマにおけるドリフト波乱流シミュレーション(密度分布と励起モード) (2010)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏、矢木雅敏、伊藤公孝、伊藤早苗
  • 学会等名: 日本物理学会 2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府堺市
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 乱流計測シミュレータを用いた数値診断 (2010)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏、西村征也、矢木雅敏、伊藤公孝、伊藤早苗
  • 学会等名: 第4回シミュレーション科学シンポジウム
  • 発表場所: 岐阜県土岐市
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Numerical Simulations in Magnetically Confined Plasmas (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, S. Nishimura, M. Yagi, K. Itoh and S.-I. Itoh
  • 学会等名: CUP seminar : Modeling of Theory and Simulation of Fusion Plasmas
  • 発表場所: 中華人民共和国北京
  • 年月日: 2010-08-30
• [学会発表] Three-Dimensional Turbulence Analyses Using Turbulence Diagnostic Simulator (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, M. Yagi, K. Itoh and S.-I. Itoh
  • 学会等名: 38th EPS Conference on Plasma Physics
  • 発表場所: フランス、ストラスブール
  • 年月日: 2010-06-30
• [学会発表] 3次元シミュレーションデータを用いたトロイダルプラズマにおける乱流計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏、西村征也、矢木雅敏、伊藤公孝、伊藤早苗、大藪修義
  • 学会等名: 第8回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 岐阜県高山市
  • 年月日: 2010-06-10
• [学会発表] 磁化プラズマにおける乱流輸送の二次元構造の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏、西村征也、矢木雅敏、伊藤公孝、伊藤早苗、大藪修義
  • 学会等名: 日本物理学会2010年年次大会
  • 発表場所: 岡山県岡山市
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] 磁化プラズマにおける乱流輸送の二次元構造の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏、西村征也、矢木雅敏、伊藤公孝、伊藤早苗、大藪修義
  • 学会等名: 日本物理学会 2010年年次大会
  • 発表場所: 岡山県岡山市
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] Turbulence Diagnostic Simulator-drift-interchange instability and measurement of turbulent fields in helical plasma (2009)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏、西村征也、矢木雅敏、伊藤公孝、伊藤早苗、大藪修義
  • 学会等名: 19th Intenational Toki Conference
  • 発表場所: 岐阜県土岐市
  • 年月日: 2009-12-09
• [学会発表] 数値乱流場を用いた揺動計測シミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏、西村征也、矢木雅敏、伊藤公孝、伊藤早苗、大藪修義
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2009-12-03
• [学会発表] Turbulence Diagnostic Simulator for Analyzing Structural Formation in Magnetically Confined Plasmas (2009)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏、西村征也、矢木雅敏、伊藤公孝、伊藤早苗、大藪修義
  • 学会等名: 7th General Scientific Assembly of the Asia Plasma and Fusion Association and the Asia-Pacific Plasma Theory Conference
  • 発表場所: 青森県青森市
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] 乱流計測シミュレータ計画とモデル (2009)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏、西村征也、矢木雅敏、伊藤公孝、伊藤早苗、大藪修義
  • 学会等名: 日本物理学会 2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本県熊本市
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] 乱流計測シミュレータの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏、西村征也、矢木雅敏、伊藤公孝、伊藤早苗、大藪修義
  • 学会等名: 第3回シミュレーション科学シンポジウム
  • 発表場所: 岐阜県土岐市
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] Nonlinear Formation of Poloidally Localized Structure in Numerical Simulation of Resistive Drift Wave Turbulence (2009)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏、矢木雅敏、伊藤公孝、伊藤早苗
  • 学会等名: 4th IAEA TM on the Theory of Plasma Instabilities
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2009-05-18
• [学会発表] Numerical Simulation of Streamer Formation in Magnetized Cylindrical Plasmas (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, M. Yagi, K. Itoh and S.-I. Itoh
  • 学会等名: Joint U. S.-EU Transport Task Force Workshop
  • 発表場所: 米国カリフォルニア州サンディエゴ
• [学会発表] Numerical Simulation of Streamer Formation in Magnetized Cylindrical Plasmas (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Kasuya, M.Yagi, K.Itoh, S.-I.Itoh
  • 学会等名: Joint U.S.-EU Transport Task Force Workshop
  • 発表場所: 米国カリフォルニア州サンディエゴ
• [学会発表] Numerical Simulation of Drift Wave Turbulence in Magnetized Plasmas (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, M. Yagi, K. Itoh and S.-I. Itoh
  • 学会等名: 50th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
  • 発表場所: 米国テキサス州ダラス
  • 年月日: 2008-11-18
• [学会発表] Turbulent Structures and Selective Structural Formation in Magnetized Cylindrical Plasmas (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, M. Yagi, K. Itoh and S.-I. Itoh
  • 学会等名: 2nd Simulation Science Symposium
  • 発表場所: 岐阜県多治見市
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] トロイダルプラズマにおける構造形成とポロイダルショック (2008)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手県盛岡市
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] トロイダルプラズマにおける構造形成とポロイダルショック (2008)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏
  • 学会等名: 日本物理学会 2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手県盛岡市
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] Turbulent Structures and Selective Structural Formation in Magnetized Cylindrical Plasmas (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, M. Yagi, K. Itoh and S.-I. Itoh
  • 学会等名: 14th International Congress on Plasma Physics
  • 発表場所: 福岡県福岡市
  • 年月日: 2008-09-08
• [備考]
  • URL: http://www.nifs.ac.jp/fts/kasuya/index.html