磁気島効果を含む圧力上昇時のトロイダルプラズマの巨視的構造変化の研究

• 研究課題/領域番号: 22560822
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 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: 市口 勝治 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (90211739)
• 研究協力者: CARRERAS Benjamin A. ; 斉藤 欣也
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2010年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 核融合プラズマ / ヘリオトロン / 数値シミュレーション / 電磁流体力学 / 圧力駆動型不安定性 / 磁気島 / ベータ値 / 圧力駆動型モード / 共鳴摂動磁場 / マルチスケールスキーム / 簡約化MHD方程式 / 非線型シミュレーション / 自己組織化 / 簡約化方程式 / 非線形シミュレーション

研究成果の概要

トロイダル核融合プラズマでは、不安定性の非線型発展によってプラズマ圧力や磁場構造が変化する。そのような巨視的構造変化に対しては、圧力上昇、背景磁場の実時間変化、外部印加された磁気島が大きな影響を及ぼす。そこで本研究では、その影響を、電磁流体力学に基づく数値シミュレーションを用いて解明した。結果として、圧力上昇に伴う連続的な緩やかな自己組織化による安定化が生じ得ること、及び背景磁場変化と加熱によって崩壊現象が繰り返されることを示した。また、摂動磁場による磁気島形成が三次元的に平衡圧力分布を変形させ、それによって圧力駆動型不安定背性のモード構造が変化することも示した。

研究成果

• [雑誌論文] Multi-scale MHD analysis of LHD plasma with background field changing (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Ichiguchi, S. Sakakibara, S. Ohdachi and B.A. Carreras
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 55 号: 4 ページ: 043019-043019
  • DOI: 10.1088/0029-5515/55/4/043019
  • NAID: 120007116697
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Three-Dimensional Numerical Analysis of Pressure Driven Mode in RMP-Imposed LHD Plasma (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsuji ICHIGUCHI, Yasuhiro SUZUKI, Masahiko SATO, Yasushi TODO, Satoru SAKAKIBARA, Satoshi OHDACHI and Yoshiro NARUSHIMA
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 9 号: 0 ページ: 3403134-3403134
  • DOI: 10.1585/pfr.9.3403134
  • NAID: 130005433462
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Numerical Magnetohydrodynamic analysis of Large Helical Device plasmas with magnetic axis swing (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ichiguchi
  • 雑誌名: Plasma Physics and Controlled Fusion 巻: 55 ページ: 14009-14009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Calculation of MHD Equilibria including Static Magnetic Islands in a Straight Heliotron Configuration by Means of a Field Line Tracing Method (2012)
  • 著者名/発表者名: Kinya SAITO
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 7 号: 0 ページ: 2403032-2403032
  • DOI: 10.1585/pfr.7.2403032
  • NAID: 130004467817
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low Beta MHD Equilibrium Including a Static Magnetic Island for Reduced MHD Equations in a Straight Heliotron Configuration (2012)
  • 著者名/発表者名: Kinya SAITO
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 7 号: 0 ページ: 1403070-1403070
  • DOI: 10.1585/pfr.7.1403070
  • NAID: 130003366235
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Analysis of Resistive Interchange Mode in Equilibria Consistent with Static Magnetic Islands in a Straight Heliotron Configuration (2012)
  • 著者名/発表者名: Kinya SAITO
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 7 号: 0 ページ: 1403156-1403156
  • DOI: 10.1585/pfr.7.1403156
  • NAID: 130003366238
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] MHD Simulation of Heliotron Plasma in Change of Background Field (2012)
  • 著者名/発表者名: Katsuji ICHIGUCHI
  • 雑誌名: Proceeding of 39th European Physics Society Conference on Plasma Physics & 16th International Congress on Plasma Physics, Stockholm, Sweden, 2-6 July 2012 巻: 39
• [雑誌論文] Multi-Scale MHD Analysis of Heliotron Plasma in Change of Background Field (2012)
  • 著者名/発表者名: K. ICHIGUCHI
  • 雑誌名: Prceedings of 24th IAEA Fusion Energy Conference, October 8-13, 2012, San Diego, USA 巻: 24
• [雑誌論文] Numerical Calculation of MHD Equilibria including Static Magnetic Islands in a Straight Heliotron Configuration by Means of a Field Line Tracing Method (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Saito, K.Ichiguchi, R.Ishizaki
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: (掲載決定)
  • NAID: 130004467817
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-Scale MHD analysis incorporating pressure transport equation for Beta-Increasing LHD Plasma (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiguchi, B.A.Carreras
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of parallel diffusion of equilibrium pressure on interaction between interchange mode and static magnetic island (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Saito, K.Ichiguchi, R.Ishizaki
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 6
  • NAID: 130002059556
  • 査読あり
• [学会発表] ヘリオトロンプラズマでの圧力駆動型モードに対する共鳴摂動磁場の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 市口勝治, 鈴木康浩, 佐藤雅彦, 藤堂泰, T. Nicolas, B.A.Carreras, 榊原悟, 大舘暁, 成嶋吉朗 ,
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] ヘリオトロンプラズマにおける圧力駆動型モードに対するRMPの影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Ichiguchi, Y. Suzuki, M. Sato, Y. Todo, T. Nicolas, S. Sakakibara, S. Ohdachi, Y. Narushima, and B.A.Carreras
  • 学会等名: 第４回IFERC-CSC研究会
  • 発表場所: 航空会館（東京）
  • 年月日: 2015-02-19 – 2015-02-20
• [学会発表] Numerical MHD Analysis of LHD Plasma with RMP (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Ichiguchi, Y. Suzuki, M.Sato, Y.Todo, T.Nicolas, S.Sakakibara, S.Ohdachi, Y. Narushima, B. A. Carreras
  • 学会等名: 第20回NEXT研究会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都）
  • 年月日: 2015-01-13 – 2015-01-14
• [学会発表] MHD Simulation of Pressure Driven Modes in LHD Plasmas with RMP (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Ichiguchi, Y. Suzuki, M. Sato, Y. Todo, T. Nicolas, B. A. Carreras, S. Sakakibara, S. Ohdachi, and Y. Narushima
  • 学会等名: PLASMA2014
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟）
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] Effects of Resonant Magnetic Perturbations on Pressure Driven Modes in LHD Plasmas (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Ichiguchi, Y. Suzuki, M. Sato, Y. Todo, T. Nicolas, B. A. Carreras, S..Sakakibara, S. Ohdachi, and Y. Narushima
  • 学会等名: 24th International Toki Conference
  • 発表場所: Ceratopia Toki（土岐）
  • 年月日: 2014-11-04 – 2014-11-07
• [学会発表] Numerical Simulation of Pressure Driven Modes in Heliotron Plasmas with Resonant Magnetic Perturbations (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Ichiguchi, Y. Suzuki, M. Sato, Y. Todo, T. Nicolas, B. A. Carreras, S. Sakakibara, S. Ohdachi and Y. Narushima
  • 学会等名: 17th International Congress on Plasma Physics 2014
  • 発表場所: Instituto Superior Tecnico, Lisbon, Portugal
  • 年月日: 2014-09-15 – 2014-09-19
• [学会発表] Effects of RMP on Pressure Driven Modes in Heliotron Plasma (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Ichiguchi, Y. Suzuki, M. Sato, Y. Todo, T. Nicolas, B. A. Carreras, S.Sakakibara, S. Ohdachi, and Y. Narushima
  • 学会等名: 12th Asia Pacific Plasma Theory Conference and Japan-Korea Workshop on “Modeling and Simulation of Magnetic Fusion Plasmas"
  • 発表場所: Jeju Island, Korea
  • 年月日: 2014-07-01 – 2014-07-04
• [学会発表] MHD Simulation of Heliotron Plasma in Change of Background Field (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiguchi, S.Sakakibara, S.Ohdachi, B.A.Carreras
  • 学会等名: Japan-Korea Workshop
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス
• [学会発表] Three-Dimensional MHD Analysis of Pressure Driven Modes in LHD Plasmas with RMP (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiguchi, Y.Suzuki, M.Sato, S.Sakakibara, S.Ohdachi, Y.Narushima
  • 学会等名: 第19回NEXT研究会
  • 発表場所: 京都大学桂キャンパス
• [学会発表] Effects of RMPs on MHD Properties of LHD Plasmas (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiguchi, Y.Suzuki, M.Sato, S.Sakakibara, S.Ohdachi, Y.Narushima
  • 学会等名: プラズマシミュレータシンポジウム2013
  • 発表場所: 核融合科学研究所
• [学会発表] Three-Dimensional MHD Analysis of Pressure Driven Modes in LHD Plasmas with RMP (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiguchi, Y.Suzuki, M.Sato, S.Sakakibara, S.Ohdachi, Y.Narushima
  • 学会等名: Joint 19th International Stellarator/Heliotron Workshop and 16th RFP workshop
  • 発表場所: サンガエタノ文化センター、パドバ、イタリア
• [学会発表] RMP印加時のLHDプラズマにおける圧力駆動型モードの三次元MHD数値解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 市口勝治、鈴木康浩、佐藤雅彦、榊原悟、大舘暁、成嶋吉朗
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
• [学会発表] MHD Simulation of RMP-Imposed LHD Plasmas (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiguchi, Y.Suzuki, M.Sato, S.Sakakibara, S.Ohdachi, Y.Narushima
  • 学会等名: 23rd International Toki Conference
  • 発表場所: セラトピア土岐
• [学会発表] 背景磁場変化を伴うLHDプラズマのMHD数値シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiguchi, S.Sakakibara, S.Ohdachi, B.A.Carreras
  • 学会等名: プラズマ核融合学会第30回年会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] Numerical MHD Analysis of LHD Plasmas with Magnetic Axis Swing (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiguchi、S.Sakakibara, S.Ohdachi, B.A.Carreras
  • 学会等名: 第17回NEXT研究会
  • 発表場所: 東京大学柏キャンパス新領域基盤棟
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] Interaction between Static Magnetic Islands and Interchange Modes in Heliotron Plasmas (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Saito, K.Ichiguchi、R.Ishizaki
  • 学会等名: Joint Meeting of US-Japan MHD Workshop and ITPA
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2012-03-06
• [学会発表] Numerical MHD Analysis of LHD Plasmas in Magnetic Axis Swing Operation (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiguchi、S.Sakakibara, S.Ohdachi, B.A.Carreras
  • 学会等名: 18th Stellarator/Heliotron Workshop & 10^<th> Asia Pasific Plasma Theory Conference
  • 発表場所: Murramarang Beachfront Nature Resort (Australia)
  • 年月日: 2012-01-31
• [学会発表] Interaction between Interchange Modes and Static Magnetic Islands (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Saito, K.Ichiguchi、R.Ishizaki
  • 学会等名: 21th International Toki Confierence
  • 発表場所: Murramarang Beachfront Nature Resort (Australia)
  • 年月日: 2012-01-31
• [学会発表] Numerical MHD Analysis of LHD Plasmas in Magnetic Axis Swing Operation (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiguchi、S.Sakakibara, S.Ohdachi, B.A.Carreras
  • 学会等名: 21th International Toki Confierence
  • 発表場所: セラトピア土岐
  • 年月日: 2011-11-29
• [学会発表] MHD Equilibrium Including a Static Magnetic Island for the Reduced MHD Equation in Straight Heliotron Plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Saito, K.Ichiguchi、R.Ishizaki
  • 学会等名: 21th International Toki Confierence
  • 発表場所: ヤラトピア土岐
  • 年月日: 2011-11-29
• [学会発表] MHD Equilibrium Including a Static Magnetic Island for the Reduced MHD Equation in Straight Heliotron Plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Saito, K.Ichiguchi、R.Ishizaki
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 石川県立音楽堂
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] Numerical MHD Analysis of LHD Plasmas in Magnetic Axis Swing Operation (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiguchi、S.Sakakibara, S.Ohdachi, B.A.Carreras
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 石川県立音楽堂
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] LHDプラズマにおけるマルチスケールMHDシミュレーションとその応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiguchi、B.A.Carreras
  • 学会等名: NIFS共同研究研究会「MHD理論の広がり」
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] MHD Equilibrium Including a Static Magnetic Island for the Reduced MHD Equation in Straight Heliotron Plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Saito, K.Ichiguchi、R.Ishizaki
  • 学会等名: NIFS共同研究研究会「MHD理論の広がり」
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] LHDプラズマにおけるマルチスケールMHDシミュレーションと展望 (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiguchi、B.A.Carreras
  • 学会等名: プラズマシミュレータシンポジウム
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] MHD Equilibrium Including a Static Magnetic Island for the Reduced MHD Equation in Straight Heliotron Plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Saito, K.Ichiguchi、R.Ishizaki
  • 学会等名: プラズフシミュレータシンポジウム
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] 核融合プラズマにおけるMHD (2011)
  • 著者名/発表者名: 市口勝治
  • 学会等名: プラズマ科学のフロンティア2011研究会
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] Multi-Scale MHD Simulation for Beta-Increasing Heliotron Plasma (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiguchi、B.A.Carreras
  • 学会等名: 6^<th> Workshop on Theory and Simulation of Magnetic Fusion Plasmas
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2011-07-28
• [学会発表] Multi-Scale MHD Simulation of Beta-Increasing Heliotron Plasma (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiguchi、B.A.Carreras
  • 学会等名: 16^<th> NEXT Workshop
  • 発表場所: 京都テルサ
  • 年月日: 2011-03-15
• [学会発表] Interaction between interchange mode and static island (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Saito, K.Ichiguchi、R.Ishizaki
  • 学会等名: 16^<th> NEXT Workshop
  • 発表場所: 京都テルサ
  • 年月日: 2011-03-15
• [学会発表] 直線ヘリオトロン配位における静的磁気島と交換型モードとの相互作用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤欣也、市口勝治、石崎龍一
  • 学会等名: NIFS共同研究研究会「MHD理論研究の進展と課題」
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2010-12-22
• [学会発表] 圧力上昇効果を含むヘリオトロンプラズマの非線型シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 市口勝治、B.A.Carreras
  • 学会等名: NIFS共同研究研究会「MHD理論研究の進展と課題」
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2010-12-21
• [学会発表] Multi-Scale MHD Simulation of LHD Plasma Including Continuous Heating and Background Pressure Diffusion (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiguchi、B.A.Carreras
  • 学会等名: 20^<th> International Toki Conference
  • 発表場所: Ceratopia Toki
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] Parallel diffusion of equilibrium pressure on interaction between interchange mode and static magnetic island in straight heliotron plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Saito, K.Ichiguchi、R.Ishizaki
  • 学会等名: 20^<th> International Toki Conference
  • 発表場所: Ceratopia Toki
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] 直線ヘリオトロンプラズマでの交換型モードと静的磁気島との相互作用に対する平衡圧力の平行拡散の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤欣也、市口勝治、石崎龍一
  • 学会等名: 第27回プラズマ核融合学会年会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館
  • 年月日: 2010-12-01
• [学会発表] Multi-Scale MHD Analysis Incorporating Pressure Transport Equation for Beta-Increasing LHD Plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiguchi、B.A.Carreras
  • 学会等名: 23^<rd> IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: Daejeon Convention Center(韓国)
  • 年月日: 2010-10-14
• [学会発表] ベータ上昇効果を含むLHDプラズマの非線型MHD解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 市口勝治、B.A.Carreras
  • 学会等名: 第8回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 高山市民文化会館
  • 年月日: 2010-06-11
• [学会発表] 電気抵抗が大きい直線ヘリオトロンプラズマでの静的磁気島と交換型モードとの相互作用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤欣也、市口勝治、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: 高山市民文化会館
  • 年月日: 2010-06-11
• [学会発表] ヘリオトロン型核融合閉じ込めプラズマでのMHDダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 市口勝治、B.A.Carreras
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] MHD Simulation of Heliotron Plasma in Change of Background Field
  • 著者名/発表者名: Katsuji ICHIGUCHI
  • 学会等名: 39th European Physics Society Conference on Plasma Physics & 16th International Congress on Plasma Physics, Stockholm, Sweden, 2-6 July 2012
  • 発表場所: Stockholm Waterfront Congress Center
• [学会発表] MHD Simulation of Heliotron Plasma in Change of Background Field
  • 著者名/発表者名: 市口勝治
  • 学会等名: 第１８回NEXT研究会 JAEA青森研究開発センター, 2012年8月2日－8月3日
  • 発表場所: JAEA青森研究開発センター
• [学会発表] MHD Simulation of Heliotron Plasma in Change of Background Field
  • 著者名/発表者名: Katsuji ICHIGUCHI
  • 学会等名: プラズマシミュレータシンポジウム
  • 発表場所: 核融合科学研究所
• [学会発表] Multi-Scale MHD Analysis of Heliotron Plasma in Change of Background Field
  • 著者名/発表者名: Katsuji ICHIGUCHI
  • 学会等名: 24th IAEA Fusion Energy Conference, October 8-13, 2012, San Diego, USA
  • 発表場所: Hilton San Diego Bayfront Hotel
• [学会発表] Multi-Scale MHD Simulation of LHD Plasma in Magnetic Swing Operation
  • 著者名/発表者名: Katsuji ICHIGUCHI
  • 学会等名: 22nd International Toki Conference
  • 発表場所: セラトピア土岐
• [学会発表] 背景磁場変化を伴うLHDプラズマの非線型MHDシミュレーション
  • 著者名/発表者名: 市口勝治
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第29回年会
  • 発表場所: 福岡県春日市クローバープラザ
• [学会発表] 背景磁場変化を含むマルチスケールMHDシミュレーション
  • 著者名/発表者名: 市口勝治
  • 学会等名: 平成24年度NIFS共同研究研究会「マルチスケールMHD現象の理論・シミュレーション」
  • 発表場所: 核融合科学研究所