真空容器外磁場コイルを用いた球状トカマクの合体生成の最適化

• 研究課題/領域番号: 21760688
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 山田 琢磨 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教 (90437773)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2010年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2009年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 炉心プラズマ / プラズマ・核融合 / 解析・評価 / 球状トカマク / 磁気リコネクション

研究概要

UTST装置で、真空容器外に設置された磁場コイルのみを用いて真空容器内に初期プラズマを2つ形成し、合体させることで球状トカマクを立ち上げた。最適化には、トロイダル磁場の増強や、電気二重層キャパシタとIGBTによって平衡磁場を生成した。ドップラー分光器による測定ではイオンのアウトフロー領域での加速が観測され、トリプル静電プローブによる測定では合体のX点近傍での局所的な電子加熱が観測された。

研究成果

• [雑誌論文] Magnetic Helicity Injection Mechanism for Double-Null Startup of the UTST Spherical Tokamak Plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: T. G. Watanabe, Y. Ono, T. Yamada, S. Kamio, Q. H. Cao, N. Suzuki, K. Ishiguchi and M. Inomoto
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res. 巻: 6 ページ: 1202131-1202131
  • NAID: 130001224879
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multipoint Spectroscopy of Spherical Tokamak Heating by Magnetic Reconnection in UTST (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kamio, Q. H. Cao, K. Abe, M. Sakumura, N. Suzuki, T. G. Watanabe, K. Ishiguchi, R. Imazawa, T. Yamada, M. Inomoto, Y. Takase and Y. Ono
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res. 巻: 6 ページ: 2402033-2402033
  • 査読あり
• [雑誌論文] UTSTにおける外部コイルを用いた球状トカマク合体実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田琢磨
  • 雑誌名: 日本物理学会第66回年次大会講演資料
• [雑誌論文] Development of effective power supply using electric double layer capacitor for static magnetic field coils in fusion plasma experiments (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, K. Abe, T. Yamada, A. Kuwahata, S. Kamio, Q. H. Cao, M. Sakumura, N. Suzuki, T. Watanabe and Y. Ono
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum. 巻: 82 ページ: 33503-33503
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電気二重層キャパシタのパルスコイル電源への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿部圭太, 井通暁, 山田琢磨, 桑波田晃弘, 神尾修治, 作村守央, 曹慶紅, 今澤良太, 小野靖
  • 雑誌名: 電学論A 巻: 131 ページ: 55-56
  • NAID: 10027636201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of effective power supply using electric double layer capacitor for static magnetic field coils in fusion plasma experiments (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Inomoto, et al
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multipoint Spectroscopy Measurement of Spherical Tokamak Heating by Magnetic Reconnection in UTST (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Kamio, et al
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Helicity Injection Mechanism for Double-Null Startup of the UTST Spherical Tokamak Plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: T.G.Watanabe, et al
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 6
  • 査読あり
• [雑誌論文] UTSTにおける外部コイルを用いた球状トカマク合体実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田琢磨, 他
  • 雑誌名: 日本物理学会第66回年次大会講演資料
• [雑誌論文] Observation of Quasi-Two-Dimensional Nonlinear Interaction in a Drift-Wave Streamer (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada, S.-I. Itoh, S. Inagaki, Y. Nagashima, N. Kasuya, K. Kamataki, H. Arakawa, T. Kobayashi, M. Yagi, A. Fujisawa and K. Itoh
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 105 ページ: 225002-225002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of Amplitude Correlation Technique in a Cylindrical Magnetized Plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada, S.-I. Itoh, S. Inagaki, Y. Nagashima, K. Kamataki, H. Arakawa, M. Yagi, A. Fujisawa and K. Itoh
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 79 ページ: 85001-85001
  • NAID: 210000108491
  • 査読あり
• [雑誌論文] Merging Startup Experiments on the UTST Spherical Tokamak (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada, R. Imazawa, S. Kamio, R. Hihara, K. Abe, M. Sakumura, Q. H. Cao, T. Oosako, H. Kobayashi, T. Wakatsuki, B. I. An, Y. Nagashima, H. Sakakita, H. Koguchi, S. Kiyama, Y. Hirano, M. Inomoto, A. Ejiri, Y. Takase and Y. Ono
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res. 巻: 5
  • NAID: 130000669090
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonlinear Mode Couplings in a Cylindrical Magnetized Plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada, S.-I. Itoh, S. Inagaki, Y. Nagashima, S. Shinohara, N. Kasuya, K. Terasaka, K. Kamataki, H. Arakawa, M. Yagi, A. Fujisawa and K. Itoh
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res. 巻: 5
  • NAID: 130000669006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-dimensional bispectral analysis of drift wave turbulence in a cylindrical plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada, S.-I. Itoh, S. Inagaki, Y. Nagashima, S. Shinohara, N. Kasuya, K. Terasaka, K. Kamataki, H. Arakawa, M. Yagi, A. Fujisawa and K. Itoh
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 巻: 17 ページ: 52313-52313
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of Amplitude Correlation Technique in a Cylindrical Magnetized Plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada, et al
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 79
  • NAID: 210000108491
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電気二重層キャパシタのパルスコイル電源への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 阿部圭太, 他
  • 雑誌名: 電気学会論文誌A 巻: 131 ページ: 55-56
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Quasi-Two-Dimensional Nonlinear Interaction in a Drift-Wave Streamer (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada, et al
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Merging start-up experiments on the UTST spherical tokamak (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada, et.al.
  • 雑誌名: Plasma Fusion Research 巻: 5((印刷中)掲載確定)
  • NAID: 130000669090
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonlinear mode couplings in a cylindrical magnetized plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada, et.al.
  • 雑誌名: Plasma Fusion Research 巻: 5((印刷中)掲載確定)
  • NAID: 130000669006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-dimensional bispectral analysis of drift wave turbulence in a cylindrical plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada, et.al.
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 17
  • 査読あり
• [学会発表] Merging startup experiments in UTST and MAST (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada
  • 学会等名: Joint Meeting of the 5th IAEA Technical Meeting on Spherical Tori and the 16th International Workshop on Spherical Torus
  • 発表場所: NIFS, Toki, Japan
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Merging startup experiments in UTST and MAST (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada, et al
  • 学会等名: JM of the 5th IAEA TM on Spherical Tori and the 16th Intl.Workshop on Spherical Torus
  • 発表場所: NIFS, Toki, Gifu, Japan
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Experimental investigation of streamers (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada
  • 学会等名: Workshop on Electric Fields, Turbulence and Self-Organisation in Magnetized Plasmas 2011
  • 発表場所: Strasbourg, France
  • 年月日: 2011-07-04
• [学会発表] Experimental investigation of streamers (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada, et al
  • 学会等名: Workshop on Electric Fields, Turbulence and Self-Organisation in Magnetized Plasmas 2011
  • 発表場所: Strasbourg, France(招待講演)
  • 年月日: 2011-07-04
• [学会発表] Observation of a streamer in drift wave turbulence (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada
  • 学会等名: 1st Asia Pacific Transport Working Group International Conference
  • 発表場所: NIFS, Toki, Japan
  • 年月日: 2011-06-14
• [学会発表] Observation of a streamer in drift wave turbulence (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada, et al
  • 学会等名: 1st Asia Pacific Transport Working Group International Conference
  • 発表場所: NIFS, Toki, Gifu, Japan(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-14
• [学会発表] Magnetic reconnections studies on MAST (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada
  • 学会等名: US-Japan Workshop on Magnetic Reconnection 2010
  • 発表場所: Hotel Nikko Nara, Nara, Japan
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] Double null merging start-up experiments on UTST (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada
  • 学会等名: 52nd Annual Meeting of the American Physical Society Division of Plasma Physics
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2010-11-08
• [学会発表] Double null merging start-up experiments on UTST (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada, et al
  • 学会等名: 52nd Annual Meeting of the American Physical Society Division of Plasma Physics
  • 発表場所: Chicago, IL, USA
  • 年月日: 2010-11-08
• [学会発表] Double Null Merging Start-up Experiments in the University of Tokyo Spherical Tokamak (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada
  • 学会等名: 23rd IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: Daejeon, Rep. of Korea
  • 年月日: 2010-10-12
• [学会発表] Double Null Merging Start-up Experiments in the University of Tokyo Spherical Tokamak (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada, et al
  • 学会等名: 23rd IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: Daejeon, Rep.of Korea
  • 年月日: 2010-10-12
• [学会発表] Merging Start-up and Sustainment Experiments on the UTST Spherical Tokamak (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada
  • 学会等名: 19th International Toki Conference
  • 発表場所: Ceratopia Toki, Toki, Japan
  • 年月日: 2009-12-09
• [学会発表] Merging Start-up and Sustainment Experiments on the UTST spherical tokamak (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada., et.al.
  • 学会等名: 19th International Toki Conference
  • 発表場所: Toki, Gifu, Japan
  • 年月日: 2009-12-09
• [学会発表] Nonlinear mode couplings in a cylindrical magnetized plasma (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada
  • 学会等名: 19th International Toki Conference
  • 発表場所: Ceratopia Toki, Toki, Japan
  • 年月日: 2009-12-08
• [学会発表] Nonlinear mode couplings in a cylindrical magnetized plasma (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada, et.al.
  • 学会等名: 19th International Toki Conference
  • 発表場所: Toki, Gifu, Japan
  • 年月日: 2009-12-08
• [学会発表] UTST実験における球状トカマクの合体立ち上げと維持 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田琢磨
  • 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
  • 年月日: 2009-12-04
• [学会発表] UTST実験における球状トカマクの合体立ち上げと維持 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田琢磨, 他
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会 第26回年会
  • 発表場所: 京都,京都
  • 年月日: 2009-12-04
• [学会発表] Spherical tokamak start-up and sustainment experiments on UTST (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada
  • 学会等名: 51st Annual Meeting of the American Physical Society Division of Plasma Physics
  • 発表場所: Atlanta, USA
  • 年月日: 2009-11-04
• [学会発表] Spherical tokamak start-up and sustainment experiments on UTST (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada., et.al.
  • 学会等名: 51st Annual Meeting of the American Physical Society Division of Plasma Physics
  • 発表場所: Atlanta, Georgia, USA
  • 年月日: 2009-11-04
• [学会発表] Merging Start-up and Sustainment Experiments on UTST (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada
  • 学会等名: International Spherical Torus Workshop 2009
  • 発表場所: Madison, USA
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] Merging Start-up and Sustainment Experiments on UTST (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada., et.al.
  • 学会等名: International Spherical Torus Workshop 2009
  • 発表場所: Madison, Wisconsin, USA
  • 年月日: 2009-10-22