トロイダルプラズマにおける閉じ込め改善モード遷移に対する新古典粘性の役割の検証

• 研究課題/領域番号: 23760812
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 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: 高橋 裕己 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (00462193)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 新古典ポロイダル粘性 / 径電場 / ポロイダル回転 / 電極バイアス / 閉じ込め改善 / トロイダルプラズマ / ポロイダル粘性 / プラズマ回転 / LHD / ヘリカル / 新古典イオン粘性 / 大型ヘリカル装置 / Heliotron J / イオン粘性

研究概要

LHD、並びにヘリオトロンJにおいて磁場リップル構造の異なる、広範な磁場配位で電極バイアス実験を行い、ポロイダル粘性を理論的・実験的に評価した。また、LHDではイオンのラーマ―半径効果まで考慮に入れたFORTEC-3Dコードを用いた粘性シミュレーションを行い、従来のモデルよりも精度の高い粘性の評価が可能となった。これまでにTU-Heliac、CHSで行われた電極バイアス実験で得られた粘性の値と比較した結果、実験と理論が良く整合することがわかった。また、ヘリオトロンJでは、マージナルなバイアス条件下において、放電中に間欠的な閉じ込め遷移現象が観測され、当初計画になかった新たな物理現象を発見した。

研究成果

• [雑誌論文] Extension of High Te Regime with Upgraded ECRH System in the LHD (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他23名
  • 雑誌名: RADIOFREQUENCY POWER IN PLASMAS 巻: 1580 ページ: 145-152
  • DOI: 10.1063/1.4864513
• [雑誌論文] High Ion Temperature Plasmas using an ICRF Wall-Conditioning Technique in the Large Helical Device (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他10名
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 9 号: 0 ページ: 1402050-1402050
  • DOI: 10.1585/pfr.9.1402050
  • NAID: 130005088367
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Extension of High Te Regime with Upgraded ECRH System in the LHD (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他25名
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of Transition Mechanism Based on Ion Viscosity using Biasing Electrode in Heliotron J (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, S. Kitajima, K. Ishii,他15名
  • 雑誌名: proceedings of 40th European Physical Society Conference on Plasma Physics, Espoo, Finland (Dipoli)
• [雑誌論文] Transition of Poloidal Viscosity by Electrode Biasing in the Large Helical Device (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Kitajima, H. Takahashi, K. Ishii,他20名
  • 雑誌名: Nucl. Fusion 巻: 53
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transition of Poloidal Viscosity by Electrode Biasing in the Large Helical Device (2013)
  • 著者名/発表者名: 北島純男, 高橋裕己, 他21名
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 53 号: 7 ページ: 073014-073014
  • DOI: 10.1088/0029-5515/53/7/073014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extension of Operational Regime in High-Temperature Plasmas and the Dynamic-Transport Characteristics in the LHD (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他40名
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 53 号: 7 ページ: 073034-073034
  • DOI: 10.1088/0029-5515/53/7/073034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of Transition Mechanism Based on Ion Viscosity using Biasing Electrode in Heliotron J (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他15名
  • 雑誌名: Proceedings of 40th European Physical Society Conference on Plasma Physics 巻: 1
• [雑誌論文] Progress of High-Temperature Experiments in the LHD (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己
  • 雑誌名: Stellarator News 巻: 139 ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] LHDにおけるジャイロトロンによる電子加熱の増強と高電子温度プラズマ領域の拡大 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己
  • 雑誌名: 核融合科学研究会ニュース 巻: 49 ページ: 5-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of electron-root radial electric field and its effect on thermal transport in LHD high Te plasma (2013)
  • 著者名/発表者名: 松岡清吉, 佐竹慎介, 高橋裕己, 他6名
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 印刷中
  • NAID: 130003366299
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extension of Operational Regime in High-Temperature Plasmas and the Dynamic-Transport Characteristics in the LHD (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他40名
  • 雑誌名: proceedings of 24th IAEA Fusion Energy Conference, (Hilton San Diego Bayfront Hotel, San Diego, USA), October 2012 巻: Conf. ID: 41985 (F1-CN-197)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transition of Poloidal Viscosity by Electrode Biasing in the Large Helical Device (2012)
  • 著者名/発表者名: 北島純男, 高橋裕己, 他21名
  • 雑誌名: proceedings of 24th IAEA Fusion Energy Conference, (Hilton San Diego Bayfront Hotel, San Diego, USA), October 2012 巻: Conf. ID: 41985 (F1-CN-197)
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Power and High Efficiency Operation of 77 GHz Gyrotrons by Stepwise Raising of the Anode Voltage (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他16名
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 7 号: 0 ページ: 1205154-1205154
  • DOI: 10.1585/pfr.7.1205154
  • NAID: 130003366227
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Configuration dependence of the transition criterion to an improved confinement mode using a biased electrode in the LHD (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, S. Kitajima, K. Ishii,他12名
  • 雑誌名: proceedings of Plasma Conference 2011" (石川県立音楽堂)
• [雑誌論文] Electrode Biasing Experiment in the Large Helical Device (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kitajima, H. Takahashi, K. Ishii,他25名
  • 雑誌名: Nucl. Fusion 巻: 51 ページ: 83029-83029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrode Biasing Experiment in the Large Helical Device (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kitajima, H. Takahashi, K. Ishii, 他25名
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 51 号: 8 ページ: 083029-083029
  • DOI: 10.1088/0029-5515/51/8/083029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Configuration dependence of the transition criterion to an improved confinement mode using a biased electrode in the LHD (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, S. Kitajima, K. Ishii, 他12名
  • 雑誌名: proceedings of Plasma Conference 2011 巻: 1
• [学会発表] Study of transition phenomena based on poloidal ion viscosity using a biasing electrode in helical system (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, S. Kitajima, H. Utoh,他32名
  • 学会等名: Joint 19th ISHW and 16th RFP workshop
  • 発表場所: Padova, Italy (Civic center of art and culture Altinate/San Gaetano)
  • 招待講演
• [学会発表] Study of Transition Mechanism Based on Ion Viscosity using Biasing Electrode in Heliotron J (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Takahashi, Sumio Kitajima, Keiichi Ishii,他13名
  • 学会等名: 40th European Physical Society Conference on Plasma Physics
  • 発表場所: Espoo, Finland (Dipoli)(ポスター発表)
• [学会発表] Review of Electrode Biasing Experiments in Helical Plasmas in Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi
  • 学会等名: 11th Coordinated Working Group Meeting
  • 発表場所: Madrid, Spain (Ciemat)(口頭発表)
• [学会発表] Extension of High Te Regime with Upgraded ECRH System in the LHD (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他23名
  • 学会等名: 20th Topical Conference on Radio Frequency Power in Plasmas
  • 発表場所: Sorrent, Itary
  • 招待講演
• [学会発表] Study of Transition Mechanism Based on Ion Viscosity using Biasing Electrode in Heliotron J (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他15名
  • 学会等名: 40th European Physical Society Conference on Plasma Physics
  • 発表場所: Espoo, Finland
• [学会発表] Direct measurement of transmitting electron cyclotron beam through plasma on the Large Helical Device (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他15名
  • 学会等名: 12th Asia Pacific Physics Conference
  • 発表場所: Chiba, Japan
• [学会発表] Study of transition phenomena based on poloidal ion viscosity using a biasing electrode in helical system (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他32名
  • 学会等名: Joint 19th ISHW and 16th RFP workshop
  • 発表場所: Padova, Italy
  • 招待講演
• [学会発表] Realization of higher ion temperature plasmas using an ICRF wall conditioning technique in the Large Helical Device (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他10名
  • 学会等名: 23rd International Toki Conference
  • 発表場所: Toki, Japan
• [学会発表] Review of Electrode Biasing Experiments in Helical Plasmas in Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己
  • 学会等名: 11th Coordinated Working Group Meeting
  • 発表場所: Ciemat, Madrid, Spain
• [学会発表] Extension of High Te Regime with Upgraded ECRH System in the LHD (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他23名
  • 学会等名: 20th Topical Conference on Radio Frequency Power in Plasmas
  • 発表場所: Hotel Parco dei Principi, Sorrento, Italy
  • 招待講演
• [学会発表] Study of transition mechanism based on poloidal ion viscosity using biasing electrode in Heliotron J (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他17名
  • 学会等名: 40th European Physical Society Conference on Plasma Physics
  • 発表場所: Dipoli, Espoo, Finland
• [学会発表] Direct measurement of transmitting electron cyclotron beam through plasma on the Large Helical Device (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他15名
  • 学会等名: 12th Asia Pacific Physics Conference
  • 発表場所: International Conference Hall, Makuhari Messe, Chiba
• [学会発表] Study of transition phenomena based on poloidal ion viscosity using a biasing electrode in helical system (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他34名
  • 学会等名: Joint 19th ISHW and 16th IEA-RFP workshop
  • 発表場所: Centro Culturale San Gaetano, Padova, Italy
  • 招待講演
• [学会発表] Transition of Poloidal Viscosity by Electrode Biasing in the Large Helical Device (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kitajima, H. Takahashi, K. Ishii,他20名
  • 学会等名: 24th IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: Hilton San Diego Bayfront Hotel, San Diego, USA (ポスター発表)
• [学会発表] Simulation Study on Neoclassical Poloidal Viscosity in Helical Plasmas (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Satake, H. Takahashi, S. Kitajima,他6名
  • 学会等名: 54th Annual Meeting of the American Physical Society Division of Plasma Physics
  • 発表場所: Providence, USA (Rhode Island Convention Center)
  • 招待講演
• [学会発表] LHD高電子温度プラズマにおける輸送障壁形成に伴う径電場形成と熱輸送解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松岡清吉, 佐竹慎介, 高橋裕己, 他9名
  • 学会等名: 第9回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 神戸国際会議場, 兵庫県
• [学会発表] Extension of Operational Regime in High-Temperature Plasmas and the Dynamic-Transport Characteristics in the LHD (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他40名
  • 学会等名: 24th IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: Hilton San Diego Bayfront Hotel, San Diego, USA
• [学会発表] Transition of Poloidal Viscosity by Electrode Biasing in the Large Helical Device (2012)
  • 著者名/発表者名: 北島純男, 高橋裕己, 他21名
  • 学会等名: 24th IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: Hilton San Diego Bayfront Hotel, San Diego, USA
• [学会発表] Simulation Study on Neoclassical Poloidal Viscosity in Helical Plasmas (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐竹慎介, 高橋裕己, 他7名
  • 学会等名: 54th APS-DPP meeting
  • 発表場所: Providence, Rhode Island, USA
  • 招待講演
• [学会発表] LHDプラズマにおける高温度領域の拡大 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他9名
  • 学会等名: 第29回プラズマ核融合学会年会
  • 発表場所: クローバープラザ, 福岡県
• [学会発表] Progress in High-Temperature Experiments in LHD (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他17名
  • 学会等名: US-Japan Workshop on RF Heating Physics 2012
  • 発表場所: Nara Prefectural New Public Hall, Nara
• [学会発表] Neoclassical Poloidal Viscosity Analyses in LHD Plasmas by a Monte Carlo Neoclassical Transport Simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Satake, H. Takahashi, S. Kitajima, 他6名
  • 学会等名: 18th International Stellarator/Heliotron Workshop & 10th Asia Pacific Plasma Theory Conference
  • 発表場所: Murramarang Beachfront Nature Resort, NSW (オーストラリア)
• [学会発表] δfモンテカルロシミュレーションによるLHDプラズマの新古典ポロイダル粘性解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Satake, H. Takahashi, S. Kitajima, 他6名
  • 学会等名: 日本物理学会 第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学 (兵庫県)
• [学会発表] Configuration dependence of the transition criterion to an improved confinement mode using a biased electrode in the LHD (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, S. Kitajima, K. Ishii,他12名
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 石川県立音楽堂 (口頭発表)
• [学会発表] Configuration dependence of the transition criterion to an improved confinement mode using a biased electrode in the LHD (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, S. Kitajima, K. Ishii, 他12名
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 石川県立音楽堂 (石川県)
• [備考]
  • URL: http://www.nifs.ac.jp/index.html
• [備考] ech.pdf
  • URL: http://www.nifs.ac.jp/phprd/publications/ech.pdf
• [備考] article_list(ECH）hp.xls - ech.pdf
  • URL: http://www.nifs.ac.jp/phprd/publications/ech.pdf
• [備考]
  • URL: http://www.nifs.ac.jp/phprd/ECHfiles/ech.html
• [備考]
  • URL: http://www.nifs.ac.jp/phprd/publications/ech.pdf