トカマクプラズマにおける乱流非線形エネルギー移送の空間非対称性の研究

• 研究課題/領域番号: 23360409
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 九州大学
• 研究代表者: 永島 芳彦 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (90390632)
• 研究分担者: 高瀬 雄一 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (70292828) ; 江尻 晶 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (30249966)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2012年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円); 2011年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
• キーワード: トカマク / 直線プラズマ装置 / 非線形エネルギー移送 / バイスペクトル / 空間非対称性 / 強磁場側プローブ / ロゴスキープローブ / プラズマ乱流 / 直線ﾌﾟﾗｽﾞﾏ装置

研究成果の概要

トカマクや直線プラズマ装置において、プラズマ構造の空間非対称性に大きく寄与すると考えられる非線形エネルギー移送の空間非対称性を解明するため、各種揺動データを取得するプローブ（強磁場側プローブ、ロゴスキープローブ、複合静電プローブ、多チャンネルプローブ）の開発を成功させた。また、膨大なデータを解析するコンピューターリソース（ワークステーション、クラスタシステム）を整備し、実験によって得られた膨大なデータを解析した。トカマクの解析では、非線形結合度の空間非体操性の兆候が見られたが、非線形エネルギー移送の非対称性を結論づけるには、今後の実験解析の精度を詰める必要がある。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a Local Current Diagnostic using a Small Rogowski Coil for a Spherical Tokamak Plasma in TST-2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu FURUI, Yoshihiko NAGASHIMA, Yuich TAKASE, Akira EJIRI, Hidetoshi KAKUDA, Masateru SONEHARA, Takuya OOSAKO, Naoto TSUJII, Junichi HIRATSUKA, Kazuhiro IMAMURA, Takuma INADA, Keishun NAKAMURA, Ayaka NAKANISHI, Takahiro SHINYA, Hiro TOGASHI, Shintarou TSUDA, Takuma WAKATSUKI and Takashi YAMAGUCHI
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res. 巻: 9 号: 0 ページ: 3402078-3402078
  • DOI: 10.1585/pfr.9.3402078
  • NAID: 130005431342
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Local current density measurement using a Rogowski probe in Tokyo Spherical Tokamak (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Furui, Y. Nagashima, Y. Takase, A. Ejiri, H. Kakuda, M. Sonehara, T. Oosako, N. Tsujii, J. Hiratsuka, K. Imamura, T. Inada, K. Nakamura, A. Nakanishi, T. Shinya, H. Togashi, S. Tsuda, T. Wakatsuki and T. Yamaguchi
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum. 巻: 85 号: 11
  • DOI: 10.1063/1.4887277
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fluctuation Measurement Across the Broad Range of the Low-field Side Edge Plasmas in the TST-2 Spherical Tokamak (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Sonehara
  • 雑誌名: 電気学会論文誌． Ａ 巻: 132 号: 7 ページ: 499-504
  • DOI: 10.1541/ieejfms.132.499
  • NAID: 10030777806
  • ISSN: 0385-4205, 1347-5533
  • 査読あり
• [雑誌論文] 球状トカマク研究の進展 －核融合エネルギー開発に向けて－２． ５球状 トカマク改善閉じ込めプラズマにおける乱流揺動研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永島芳彦
  • 雑誌名: J. Plasma Fusion Res. 巻: 88 ページ: 740-746
• [雑誌論文] プラズマ乱流実験の新展開 4.乱流素過程の詳細計測について (2012)
  • 著者名/発表者名: 永島芳彦、荒川弘之
  • 雑誌名: J. Plasma Fusion Res. 巻: 88 ページ: 315-321
• [学会発表] Analysis of a current density diagnostic using a small Rogowski coil in the TST-2 spherical Tokamak (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Furui, Yoshihiko Nagashima, Masateru Sonehara, Yuichi Takase, Akira Ejiri, Naoto Tsujii, Takashi Yamaguchi, Takahiro Shinya, Hiro Togashi, Takuma Inada, Kazuhiro Imamura, Shintaro Tsuda, Keishun Nakamura, Toshihiro Takeuchi, Kenta Nakamura, Hiroto Homma, Satoru Yajima and Yusuke Yoshida
  • 学会等名: Plasma Conference 2014
  • 発表場所: Toki Messe, Niigata, Japan
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] Measurement of Temperature Fluctuation in TST-2 Spherical Tokamak by Langmuir Probe (2014)
  • 著者名/発表者名: Masateru Sonehara, Yoshihiko Nagashima, Akira Ejiri, Yuichi Takase, Hirokazu Furui, Naoto Tsujii, Takashi Yamaguchi, Takahiro Shinya, Hiroshi Togashi, Kazuhiro Imamura, Takuma Inada, Shintaro Tsuda, Keishun Nakamura, Kazuhiro Takeuchi, Hiroto Homma, Satoru Yajima, Yusuke Yoshida and Kenta Nakamura
  • 学会等名: Plasma Conference 2014
  • 発表場所: Toki Messe, Niigata, Japan
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] 非平衡極限 - 直線プラズマにおける乱流遷移の確率過程の観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永島芳彦，伊藤早苗，藤澤彰英，稲垣 滋，小林達哉，山田琢磨，荒川弘之，糟谷直宏，佐々木真，M. Lesur，小菅佑輔，伊藤公孝
  • 学会等名: Plasma Conference 2014
  • 発表場所: Toki Messe, Niigata, Japan
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] Local current density profile measurement using a Rogowski probe in the TST-2 spherical tokamak (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Furui, Y. Nagashima, Y. Takase, A. Ejiri, H. Kakuda, M. Sonehara, T. Oosako, N. Tsujii, J. Hiratsuka, H. Homma, K. Imamura, T. Inada, K. Nakamura, K. Nakamura, T. Shinya, T. Takeuchi, H. Togashi, S. Tsuda, T. Wakatsuki, S Yajima, T. Yamaguchi and T. Yoshida
  • 学会等名: 7TH JAPAN-KOREA SEMINAR ON ADVANCED DIAGNOSTICS FOR STEADY-STATE FUSION PLASMAS
  • 発表場所: Rubino Horikawa Kyoto, Kyoto, Japan
  • 年月日: 2014-08-17 – 2014-08-20
• [学会発表] ロゴスキープローブを用いた電流分布計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古井宏和, 永島芳彦, 曽根原正晃, 高瀬雄一, 江尻晶, 辻井直人, 山口隆史, 新屋貴浩, 冨樫央, 今村和宏, 稲田拓真, 津田慎太郎, 中村京春, 竹内敏洋, 中村建大, 本間寛人, 矢嶋悟, 吉田裕亮
  • 学会等名: ST研究会「球状トカマク炉のための非誘導電流駆動等の要素技術の開発」
  • 発表場所: 核融合科学研究所、土岐
  • 年月日: 2014-08-04 – 2014-08-05
• [学会発表] Local current density measurement using a Rogowski probe in the TST-2 spherical tokamak (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Furui,Y. Nagashima,Y. Takase,A. Ejiri, H. Kakuda, M. Sonehara, T. Oosako, N. Tsujii, J. Hiratsuka, K. Imamura, T. Inada, K. Nakamura, A. Nakanishi, T. Shinya, H. Togashi, S. Tsuda, T. Wakatsuki, and T. Yamaguchi
  • 学会等名: 20th Topical Conference on High-Temperature Plasma Diagnostics
  • 発表場所: Atkanta, GA, USA
  • 年月日: 2014-06-01 – 2014-06-05
• [学会発表] 空間積分データを用いた条件付き仕分けによる乱流実験解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永島芳彦，伊藤早苗，稲垣滋，鎌滝晋礼，荒川弘之，糟谷直宏，矢木雅敏，藤澤彰英，伊藤公孝
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2014-03-27 – 2014-03-30
• [学会発表] 直線プラズマドリフト波乱流中の非線形力 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永島芳彦，伊藤早苗，稲垣 滋，鎌滝晋礼，荒川弘之， 糟谷直宏，矢木雅敏，藤澤彰英，伊藤公孝
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第30回年会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2013-12-03 – 2013-12-06
• [学会発表] Investigation of Essential Nonlinear Processes in Plasma Turbulence (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Nagashima, SANAE INOUE ITOH, Inagaki Shigeru, KAMATAKI KUNIHIRO, H. Arakawa, Takuma Yamada, Naohiro Kasuya, M. Yagi, Akihide Fujisawa, K. Itoh
  • 学会等名: European Physical Society Plasma Physics
  • 発表場所: Espoo, Finland
  • 年月日: 2013-07-01 – 2013-07-05
  • 招待講演
• [学会発表] PANTAにおける高空間分解能レイノルズ応力プローブの開発II (2013)
  • 著者名/発表者名: 永島芳彦，伊藤早苗，稲垣滋，小林達哉，山下哲生, 山田宗太郎，大坪聡，柿川伸介，三輪祐大，満薗友宏，藤野博充，佐々木真，Maxime Lesur，糟谷直宏，矢木雅敏，藤澤彰英，伊藤公孝
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス
• [学会発表] TST-2球状トカマク装置におけるフロー及びプラズマ乱流構造計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 曽根原正晃，永島芳彦，他
  • 学会等名: 第16回 若手科学者によるプラズマ研究会
  • 発表場所: 日本原子力研究開発機構 那珂核融合研究所
• [学会発表] Progress towards understanding of dynamical interactions between global fields and turbulence nonlinear force in laboratory plasmas (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nagashima, S. .-I. Itoh, S. Inagaki, S. Oldenburger, T. Kobayashi, K. Kawashima, N. Ohyama, Y. Tobimatsu, S. Yamada, T. Yamashita, et.al.
  • 学会等名: EFTSOMP 2012, Workshop on Electric Fields, Turbulence and Self-Organisation in Magnetized Plasmas
  • 発表場所: Sheraton Stockholm Hotel, Stockholm, Sweden
  • 招待講演
• [学会発表] 直線プラズマ装置PANTAにおける多チャンネル分光計測と画像再構成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柿川伸介、藤澤彰英 永島芳彦 大坪聡 稲垣滋 小林達哉 山下哲生 山田宗太郎 藤野充 大野翔 糟谷直宏 佐々木真 伊藤早苗 伊藤公孝
  • 学会等名: プラズマ核融合学会九州・沖縄・山口支部第16回支部大会
  • 発表場所: 九州大学筑紫地区 総合研究棟C-Cube
• [学会発表] PANTAにおける多チャンネル分光による揺動スペクトル観測, (2012)
  • 著者名/発表者名: 大坪聡, 藤澤彰英, 永島芳彦, 柿川伸介, 稲垣滋, 小林達哉, 山下哲生, 山田宗太郎, 藤野博充, 大野翔, 糟谷直宏, 佐々木真, 伊藤早苗, 伊藤公孝
  • 学会等名: プラズマ核融合学会九州・沖縄・山口支部第16回支部大会
  • 発表場所: 九州大学筑紫地区 総合研究棟C-Cube
• [学会発表] Progress towards understanding of dynamical interactions between global fields and turbulence nonlinear force in laboratory plasmas (2012)
  • 著者名/発表者名: 永島芳彦
  • 学会等名: 乱流揺動研究会
  • 発表場所: 九州大学筑紫地区
• [学会発表] Recent results from the QUEST spherical tokamak (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nagashima and the QUEST group
  • 学会等名: Workshop Scientific basis and roadmap towards a neutron-source based on the spherical tokamak concept
  • 発表場所: Ioffe Institute, St. Petersburg, Russia
• [学会発表] Global measurement of Reynolds stress in cylindrical linear plasmas (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nagashima, S. I. Itoh, S. Inagaki, S. Oldenburger, et.al.
  • 学会等名: 39th EPS Conference & 16th Int. Congress on Plasma Physics
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
• [学会発表] Progress towards understanding of dynamical interactions between global fields and turbulence nonlinear force in laboratory plasmas (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nagashima, et.al.
  • 学会等名: Seminar talk
  • 発表場所: Nancy, France
  • 招待講演
• [学会発表] PANTAにおける高空間分解能レイノルズ応力プローブの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永島芳彦，伊藤早苗，稲垣滋，小林達哉，山下哲生，山田宗太郎，大坪聡，柿川伸介，田北正智，三輪祐大，満薗友宏，藤野博充，佐々木真，糟谷直宏，矢木雅敏，藤澤彰英，伊藤公孝
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大
• [学会発表] TST-2球状トカマク装置におけるプラズマ周辺部乱流構造の計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 曽根原正晃，永島芳彦，他
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会 第29回年会
  • 発表場所: クローバープラザ（福岡県春日市）
• [学会発表] TST-2 におけるプラズマ電流分布計測用の小型ロゴスキープローブ開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古井宏和, 永島芳彦, 高瀬雄一, 江尻晶, 角田英俊, 曽根原正晃, 大迫琢也, 加藤邦彦, 新屋貴浩, 冨樫央, 中西綾香, 橋本貴博, 平塚淳一, 山口隆史, 若月琢馬
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会 第29回年会
  • 発表場所: クローバープラザ（福岡県春日市）
• [学会発表] Two-dimensional fluctuation measurement of the edge turbulence in the TST-2 spherical tokamak (2011)
  • 著者名/発表者名: 曽根原正晃, 永島芳彦, 他
  • 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] Non-Gaussian properties of global particle and momentum fluxes driven by turbulence in a linear plasma (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Nagashima, et al
  • 学会等名: American Physical Society Division of Plasma Physics
  • 発表場所: Salt Palace Convention Center, Salt Lake City, UT, USA
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] TST-2球状トカマクにおける周辺揺動計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 曽根原正晃, 永島芳彦, 他
  • 学会等名: プラズマ科学のフロンティア
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2011-09-08
• [図書] Fluctuation measurements over a broad region of low-field side edge plasma in the TST-2 spherical tokamak (2012)
  • 著者名/発表者名: 曽根原正晃
  • 総ページ数: 66
  • 出版者: 東京大学理学系研究科物理学専攻修士論文
• [備考] 九州大学 研究者情報
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K004384/
• [備考] 九州大学 研究者情報 永島芳彦
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K004384/index.html