ＬＨＤにおける電子バーンシュタイン波加熱の高度化

• 研究課題/領域番号: 24561029
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 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: 吉村 泰夫 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (90300730)
• 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: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: 電子サイクロトロン波 / 電子バーンシュタイン波 / モード変換 / 高密度プラズマ / プラズマ加熱 / カットオフ / 定常プラズマ / プラズマ / LHD / 加熱 / 定常実験 / インターロック / SSO / ECH / EBW / overdense / slow XB / X-B / 遮断密度

研究成果の概要

従来の電子サイクロトロン（EC）波を用いた加熱法では不可能であった波動の遮断密度以上のプラズマ加熱を、プラズマ実験装置高磁場側からのEC波入射を可能とすることにより達成される電子バーンシュタイン波へのモード変換を利用して実現した。
また、大電力のEC波ビームがプラズマに吸収されなかった場合のLHD真空容器の損傷を防ぐためのインターロックシステムを構築した。このインターロックシステムはLHDにおけるEC波を用いた定常実験の進展に大きく寄与し、2014年には350kWのEC波電力で1.1×1019 m－3の線平均電子密度、中心電子温度2.5keV以上のプラズマを39分間維持出来た。

研究成果

• [雑誌論文] Long-pulse Plasma Discharges by Upgraded ECH System in the LHD (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Yoshimura, H. Kasahara, K. Nagasaki, M. Tokitani, N. Ashikawa, Y. Ueda, S. Ito, S. Kubo, T. Shimozuma, H. Igami, H. Takahashi, M. Nishiura, S. Kobayashi, Y. Mizuno, K. Okada, S. Ogasawara, R. Makino, I. Yamada, T. Tokuzawa, K. Tanaka, T. Mutoh, H. Yamada, and LHD Experiment Group
  • 雑誌名: European Physical Journal Web of Conferences 巻: 87 ページ: 02020-02020
  • DOI: 10.1051/epjconf/20158702020
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electron Bernstein wave heating by electron cyclotron wave injection from the high-field side in LHD (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yoshimura, H. Igami, S. Kubo, T. Shimozuma, H. Takahashi, M. Nishiura, S. Ohdachi, K. Tanaka, K. Ida, M. Yoshinuma, C. Suzuki, S. Ogasawara, R. Makino, H. Idei, R. Kumazawa, T. Muto, H. Yamada
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 53 号: 6 ページ: 63004-63004
  • DOI: 10.1088/0029-5515/53/6/063004
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Density Plasma Heating by EC-Waves Injected from High-Field Side for Mode Conversion to Electron Bernstein Waves in LHD (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yoshimura, S. Kubo, T. Shimozuma, H. Igami, H. Takahashi, M. Nishiura, S. Ogasawara, R. Makino, T. Mutoh, H. Yamada, A. Komori
  • 雑誌名: Plasma Science and Technology 巻: 15 号: 2 ページ: 93-96
  • DOI: 10.1088/1009-0630/15/2/02
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron Bernstein wave heating by electron cyclotron wave injection from the high-field side in LHD (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yoshimura, H. Igami, S. Kubo, T. Shimozuma, H. Takahashi, M. Nishiura, S. Ohdachi, K. Tanaka, K. Ida, M. Yoshinuma, C. Suzuki, S. Ogasawara, R. Makino, H. Idei, R. Kumazawa et al.
  • 雑誌名: NUCLEAR FUSION 巻: 53
  • 査読あり
• [雑誌論文] ECCD Experiment Using an Upgraded ECH System on LHD (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yoshimura, 他
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 7 号: 0 ページ: 2402020-2402020
  • DOI: 10.1585/pfr.7.2402020
  • NAID: 130003366257
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [学会発表] Progress of Long Pulse Discharges by ECH in LHD (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉村泰夫
  • 学会等名: 8th Technical Meeting on Steady State Operation of Magnetic Fusion Devices
  • 発表場所: 奈良春日野国際フォーラム 甍
  • 年月日: 2015-05-26 – 2015-05-29
• [学会発表] Progress in High Performance Steady State Plasma Operation in LHD (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉村泰夫
  • 学会等名: Plasma Conference 2014
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター 朱鷺メッセ
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
  • 招待講演
• [学会発表] Long-Pulse Plasma Discharges by Upgraded ECRH System in LHD (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉村泰夫
  • 学会等名: 18th Joint Workshop on ECE and ECRH
  • 発表場所: 奈良県新公会堂
  • 年月日: 2014-04-22 – 2014-04-25
• [学会発表] Long-Pulse Plasma Discharges by Upgraded ECRH System in LHD (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Yoshimura, H. Kasahara, K. Nagasaki, M. Tokitani, N. Ashikawa, Y. Uede, S. Ito, S. Kubo, T. Shimozuma, H. Igami, H. Takahashi, M. Nishiura, S. Kobayashi, Y. Mizuno, K. Okada, S. Ogasawara, R. Makino, I. Yamada, C. Suzuki, K. Tanaka, T. Mutoh, H. Yamada
  • 学会等名: 18th Joint Workshop on ECE and ECRH
  • 発表場所: 奈良県 奈良市
• [学会発表] LHDにおける高性能プラズマ定常維持実験の進展 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉村泰夫
  • 学会等名: Plasma Conference 2014
  • 発表場所: 新潟県 新潟市
  • 招待講演
• [学会発表] Progress in long-pulse plasma sustainment and high-density plasma heating by upgraded ECRH system in LHD (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yoshimura, H. Kasahara, K. Nagasaki, M. Tokitani, et al.
  • 学会等名: Joint 19th ISHW and 16th IEA-RFP workshop
  • 発表場所: イタリア パドバ
• [学会発表] Long-pulse plasma sustainment and high-density plasma heating by use of electron cyclotron waves in LHD (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yoshimura, H. Kasahara, K. Nagasaki, M. Tokitani, et al.
  • 学会等名: The 4th International Symposium of Advanced Energy Science
  • 発表場所: 京都府 宇治市
  • 招待講演
• [学会発表] ECRH system update in LHD (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yoshimura, S. Kubo, T. Shimozuma, H. Igami, H. Takahashi, M. Nishiura, S. Kobayashi, S. Ito, Y. Mizuno, K. Okada, S. Ogasawara, R. Makino, T. Mutoh, T. Kariya, R. Minami, T. Imai et al.
  • 学会等名: 高周波加熱物理と技術に関する日米欧合同ワークショップ
  • 発表場所: 奈良県奈良市
• [学会発表] Electron Bernstein Wave Heating and Electron Cyclotron Current Drive by Use of Upgraded ECH System in LHD (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yoshimura, H. Igami, S. Kubo, T. Shimozuma, H. Takahashi, M. Nishiura, S. Ohdachi, S. Sakakibara, G. Motojima, K. Tanaka, K. Ida, M. Yoshinuma, C. Suzuki, S. Ogasawara, R. Makino et al.
  • 学会等名: 24th IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: San Diego, USA