研究課題
基盤研究(C)
高エネルギー電子の新たなエネルギー散逸機構として着目されているホイッスラー波の詳細計測と高エネルギー電子の速度分布計測を通して、自発励起波動の効果を含めたトカマクプラズマ中の高エネルギー電子のダイナミクスを世界に先駆けて解明することを目指す。具体的な課題の一つは、炉設計の観点から非常に重要な逃走電子生成のアバランチ閾値電場に対する逃走電子駆動ホイッスラー波の影響を実験的に調べ、最新のモデルを検証することである。本研究においてQUEST球状トカマクに念入りな高周波波動計測環境を整備し、挑戦的な粒子計測に基づく高精度な高速電子速度分布計測手法を構築する。
電子サイクロトロン加熱により高エネルギー電子を生成できる球状トカマク装置QUESTに優れた高周波波動計測環境を整備し，高エネルギー電子が駆動するMHz帯の高周波波動の発生条件や特性を詳細に調べた．また，挑戦的な高エネルギー粒子プローブを開発することで，プラズマ電流立ち上げやディスラプションでの逃走電子ビーム形成過程で重要となる高エネルギー電子の位相空間情報を引き出すことに成功した．さらに大強度の硬X線を超高速に計測した副産物として，硬X線を放射している高エネルギー電子束自体が高周波波動と共に揺らいでいることが発見され，高エネルギー電子とそれが励起する波動間の相互作用が決定付けられた．
トカマクプラズマにおける高エネルギー電子の位相空間情報を高精度に取得する手法が初めて開拓された．これにより磁気圏プラズマ研究とも課題を共有する波動粒子相互作用の非線形発展等の未解明物理に対し，今後実験室プラズマでの精緻な研究展開が期待できる．また，フュージョンエネルギー開発で注目される球状トカマク型コンパクト炉の実現に向けて，高エネルギー電子を活用した超高効率プラズマ電流立ち上げは非常に魅力的であり，その制御手法としての波動活用およびディスラプション対策として波動応用に向けた知見が得られた．
すべて 2023 2022 2021
すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)
29th IAEA FEC proceedings
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