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局所的密度変動の高速二次元分光計測による核融合プラズマ非接触化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24360383
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
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

宮澤 順一  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (50300728)

連携研究者 本島 厳  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00509507)
森崎 友宏  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (60280591)
後藤 基志  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00290916)
庄司 守  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00280602)
小林 政弘  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (30399307)
秋山 毅志  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (80370138)
増崎 貴  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (80280593)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2012年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
キーワード超音速ガスパフ / デタッチメント / 大型ヘリカル装置 / プラズマ実験 / 線強度法 / 二次元計測 / 高速カメラ / ヘリオトロン / 周辺プラズマ / ダイバータ / エネルギー閉じ込め / プラズマ物理 / プラズマ・壁相互作用 / プラズマ計測
研究成果の概要

核融合炉実現に向け、プラズマ対向部(ダイバータ)の熱負荷軽減手法を確立することが急務である。本研究では大型ヘリカル装置のプラズマに対し、全長2.4 mのラバールノズルで生成した超音速ガス流を吹き付けてプラズマ外周領域の密度を局所的に増大させる実験を行った。その結果、外周領域の温度が低下し、輻射損失が増大した。超音速ヘリウムガス流がプラズマに接触し発光する様子を高速カメラで分光計測し、線強度比法によってプラズマ外周部における電子温度及び電子密度の二次元分布を評価した。電子温度は磁気面形状に類似した層状分布に、電子密度分布はガス流とプラズマの接触箇所をピークとする分布になっていることが示された。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (18件)

  • [雑誌論文] Helical reactor design FFHR-d1 and c1 for steady-state DEMOA2014

    • 著者名/発表者名
      A. Sagara, H. Tamura, T. Tanaka, N. Yanagi, J. Miyazawa, T. Goto, R. Sakamoto, J. Yagi, T. Watanabe, S. Takayama, the FFHR design group
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 89 号: 9-10 ページ: 2114-2120

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2014.02.076

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physics analyses on the core plasma properties in the helical fusion DEMO reactor FFHR-d12014

    • 著者名/発表者名
      J. Miyazawa, Y. Suzuki, S. Satake, R. Seki, Y. Masaoka, S. Murakami, M. Yokoyama, Y. Narushima, M. Nunami, T. Goto, C. Suzuki, I. Yamada, R. Sakamoto, H. Yamada, A. Sagara and the FFHR Design Group
    • 雑誌名

      Nulcear Fusion

      巻: 54 号: 4 ページ: 043010-043010

    • DOI

      10.1088/0029-5515/54/4/043010

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 小特集 ヘリカル型核融合炉設計の現状と展望 2. ヘリカル炉心プラズマの設計2013

    • 著者名/発表者名
      宮澤順一、横山雅之、鈴木康浩、佐竹信介、政岡義唯、村上定義、關良輔、後藤拓也
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会誌

      巻: 89 ページ: 366-373

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] An evaluation of fusion gain in the compact helical fusion reactor FFHR-c12013

    • 著者名/発表者名
      J. Miyazawa, T. Goto, R. Sakamoto, A. Sagara, and the FFHR Design Group
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 54 号: 1 ページ: 013014-013014

    • DOI

      10.1088/0029-5515/54/1/013014

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fueling characteristics of supersonic gas puffing applied to large high-temperature plasmas in the Large Helical Device2012

    • 著者名/発表者名
      Akiyoshi Murakami, 他6名
    • 雑誌名

      Plasma Physics and Controlled Fusion

      巻: VOL.54 号: 5 ページ: 55006-55006

    • DOI

      10.1088/0741-3335/54/5/055006

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formularization of the confinement enhancement factor as a function of the heating profile for FFHR-d1 core plasma design2012

    • 著者名/発表者名
      J. Miyazawa, T. Goto, R. Sakamoto, G. Motojima, C. Suzuki, H. Funaba, T. Morisaki, S. Masuzaki, I. Yamada, S. Murakami, 他
    • 雑誌名

      Nucl. Fusion

      巻: 52 号: 12 ページ: 123007-123007

    • DOI

      10.1088/0029-5515/52/12/123007

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Collisionality dependence of electron energy confinement in the mantle region of plasmas with the electron internal transport barrier2014

    • 著者名/発表者名
      J. Miyazawa, Y. Yoshimura, S. Kubo, Y. Shimozuma, I. Yamada, T. Goto, M. Yokoyama, R. Seki, and LHD Experiment Group
    • 学会等名
      PLASMA Conference 2014
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県)
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Impact of Energy Confinement Improvement in LHD on the Q-value Expected for the Compact Helical Reactor FFHR-c12014

    • 著者名/発表者名
      J. Miyazawa, T. Goto, R. Sakamoto, H. Tamura, A. Sagara, and the FFHR Design Group
    • 学会等名
      24th International Toki Conference
    • 発表場所
      セラトピア土岐(岐阜県)
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ヘリカル核融合炉のミニマムターゲットは装置サイズによってどう変わるか2014

    • 著者名/発表者名
      宮澤順一, 後藤拓也, 坂本隆一, 柳長門, 田村仁, 田中照也, 相良明男, FFHR設計グループ
    • 学会等名
      第10回核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
    • 年月日
      2014-06-19 – 2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Complete Detachment of Helical Plasmas with the Electron Internal Transport Barrier Sustained by Electron Cyclotron Heating in LHD2014

    • 著者名/発表者名
      J. Miyazawa, H. Tanaka, S. Masuzaki, T. Akiyama, G. Motojima, Y. Yoshimura, S. Kubo, T. Shimozuma, I. Yamada, N. Ohno, and LHD Experiment Group
    • 学会等名
      21st International Conference on Plasma Surface Interactions
    • 発表場所
      石川県立音楽堂(石川県)
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] トーラス周辺プラズマ計測用ヘリウムビームプローブの開発2013

    • 著者名/発表者名
      森崎友宏、小川大輔、村上昭義、宮澤順一、蓮池祐紀、岡本和也、大嵩智裕、蔦川生璃、後藤基志、吉村信次
    • 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(広島県)
    • 年月日
      2013-03-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ヘリウムビームプローブによるLHD周辺プラズマの二次元的計測2013

    • 著者名/発表者名
      小川大輔、森崎友宏、村上昭義、宮澤順一、LHD実験グループ
    • 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(広島県)
    • 年月日
      2013-03-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Supersonic Gas Puffing Experiment using a Long and High Expansion Ratio Laval Nozzle in LHD2013

    • 著者名/発表者名
      J. Miyazawa, A. Murakami, D. Ogawa, T. Morisaki, H. Tanaka, and LHD Experiment Group
    • 学会等名
      23rd International Toki Conference
    • 発表場所
      岐阜県土岐市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] LHDにおける長尺ラバールノズルを用いた超音速ガスパフ実験2013

    • 著者名/発表者名
      J. Miyazawa, A. Murakami, D. Ogawa, T. Morisaki, H. Tanaka, and LHD Experiment Group
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第30回年会
    • 発表場所
      東京都目黒区大岡山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] コンパクトヘリカル核融合炉FFHR-c1における核融合利得の評価2013

    • 著者名/発表者名
      J. Miyazawa, T. Goto, A. Sagara, and the FFHR Design Group
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第30回年会
    • 発表場所
      東京都目黒区大岡山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 大型ラバールノズルを用いたヘリウムビームプローブ計測2013

    • 著者名/発表者名
      森崎友宏,小川大輔,宮澤順一,田中宏彦,村上昭義,LHD実験グループ
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第30回年会
    • 発表場所
      東京都目黒区大岡山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 大型ヘリカル装置における超音速ガスパフ中の周辺プラズマの局所的な振舞い2012

    • 著者名/発表者名
      村上昭義、宮澤順一、小川大輔、森崎友宏、山田一博、後藤基志、増崎貴、坂本隆一、山田弘司、LHD実験グループ
    • 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)
    • 年月日
      2012-11-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 加熱分布による閉じ込め改善効果の定量評価と直接分布外挿法への導入2012

    • 著者名/発表者名
      宮澤順一、後藤拓也、増崎貴、吉村泰夫、久保伸、鈴木千尋、鈴木康浩、横山雅之、相良明男、FFHR設計グループ
    • 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)
    • 年月日
      2012-11-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ELM frequency control using high frequency supersonic gas puffing in LHD2012

    • 著者名/発表者名
      A. Murakami, J. Miyazawa, S. Sakakibara, T. Akiyama, Y Suzuki, S. Ohdachi, S. Masuzaki, T. Morisaki, R. Sakamoto, H. Yamada and the LHD Experiment Group
    • 学会等名
      22^<nd> International Toki Conference
    • 発表場所
      セラトピア土岐(岐阜県)
    • 年月日
      2012-11-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Energy Confinement of Completely Detached Plasmas Fueled by Supersonic Gas Puffing in LHD2012

    • 著者名/発表者名
      J. Miyazawa, A. Murakami, S. Masuzaki, T. Morisaki, M. Goto, Y. Yposhimura, S. Kubo, C. Suzuki, Y. Suzuki, M. Yokoyama, H. Yamada, and LHD Experiment Group
    • 学会等名
      22^<nd> International Toki Conference
    • 発表場所
      セラトピア土岐(岐阜県)
    • 年月日
      2012-11-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Multifarious Physics Analysis of the Core Plasma Properties in a Helical DEMO Reactor FFHR-dl2012

    • 著者名/発表者名
      J. Miyazawa, M. Yokoyama, Y. Suzuki, Y. Masaoka, S. Murakami, S. Satake, T. Goto, R. Seki, M. Nunami, H. Funaba, I. Yamada, C. Suzuki, R. Sakamoto, G. Motojima, H. Yamada, and A. Sagara
    • 学会等名
      24^<th> IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      ヒルトンサンディエゴペイフロントホテル(アメリカ)
    • 年月日
      2012-10-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] FFHR-dl炉心プラズマ設計のための直接分布外挿法に基づくデータ抽出手法について2012

    • 著者名/発表者名
      宮澤順一、後藤拓也、舟場久芳、鈴木千尋、横山雅之、鈴木康浩、相良明男、FFHR-dl設計グループ
    • 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)
    • 年月日
      2012-06-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] LHDにおける超音速ガスパフを用いた粒子供給に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      村上昭義、宮澤順一、鈴木千尋、山田一博、後藤基志、森崎友宏、坂本隆一、山田弘司
    • 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)
    • 年月日
      2012-06-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Design Study of a Helical Type Nuclear Test Machine2012

    • 著者名/発表者名
      J. Miyazawa, T. Goto, A. Sagara and the FFHR Design Group
    • 学会等名
      1^<st>IAEA DEMO Programme Workshop
    • 発表場所
      カリフォルニア大学ロサンゼルス校(アメリカ)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

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