| 研究課題/領域番号 |
21K03506
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東京大学 |
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研究代表者 |
篠原 孝司 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (50354600)
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| 研究分担者 |
江尻 晶 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (30249966)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | 高速電子 / 計測器 / TST-2球状トカマク装置 / 低域混成波 / 高エネルギー電子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、熱化プラズマの閉じ込め領域の外にまで軌道をもつ高エネルギー電子のジャイロ半径(すなわちエネルギー)と磁場ベクトルに対する角度を同時に特定できる損失電子プローブを開発する。このようなプローブは電子のジャイロ半径の小ささから高精度なプローブヘッドが求められ、従来のトカマク型プラズマ発生装置での実現例はない。開発した損失電子プローブを東京大学柏キャンパスの球状トカマク装置TST-2に適用し、低域混成波維持プラズマ中の高エネルギー電子の生成、散逸、輸送過程を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
TST-2球状トカマク装置では低域混成波(LHW)で効果的に電流を駆動する研究を進めている。LHWは電子を加速し、高速電子を作り、電流を生み出す。しかしながら、計算機資源の関係でいくつかの観点で簡略化された現在の数値計算コードの計算結果と実験結果は合わない。計算機資源は引き続き限定されるため、効率的に現実に即した対応(複雑化)を行う必要がある。そのためには、起こっている現象を詳しく理解する必要がある。このような背景のもと高速電子の位相空間(位置と速度空間)分布の理解に貢献するために高速電子プローブを開発している。対象としている高速電子は磁力線に対する角度が1~5度程度で半径が0.5mm程度の螺旋運動をする。このことが低速電子との区別を難しくし、計測を難しくしている。低速電子と区別するために2つのオリフィスを用いて軌道を限定して高速電子を捕獲して、速度空間情報を得るという方針をとることにして、検討を行った。TST-2装置で利用できる空間を考慮すると10mm程度のオリフィス間距離に直径約0.1mmのオリフェスを配置する必要があることがわかった。一方、高温のプラズマで利用するため、高温には強いが硬度が高く加工が難しいタングステン合金を使用する必要がある。このように製作を困難とする要素があり、試作も必要で製作に手間取った。また、TST-2装置で利用できる空間にプローブを配置するためには標準的な手法で真空窓を利用できず、独自の構造のものを製作する必要があった。最初に作った真空窓は適切に組み上げることができなかったため、作り直すとともにその場での加工調整を行い、完成した。今後、プローブ部分の組み上げと光伝送部分の組み上げを進めることにしている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
非常に精密な構造をもたせる必要があり、試作に時間を要した。加えて、実験予定の装置で利用できる空間的制限に対応した真空窓の製作がうまくいかず、作り直しと調整を行ったため、遅れた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後、高速電子の衝突によって蛍光するプローブ先端部分の組み上げと、微弱蛍光光を伝送する伝送部分の組み上げ、これを検出する部分の組み上げを進める。
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