プラズマ計測のための飛翔型プローブの開発

• 研究課題/領域番号: 24656559
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 花田 和明 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (30222219)
• 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: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 高温プラズマ計測 / 飛翔型プローブ / 高速電子 / 熱入力 / プローブ計測 / 高温プラズマ / 高速電子による熱入力

研究成果の概要

プラズマ計測用飛翔型のプローブを開発するための基礎研究を実施した。飛翔型プローブとしてプラズマ中に直径10mmのセラミック製、ステンレス製、タングステン製の３種類の球体を投下する実験を行った。投下対象のプラズマは高周波による完全非誘導電流駆動プラズマで、セラミック製は粉砕、ステンレス製は溶融してダイバータ板上に溶着した。また、プラズマ電流は、セラミック製・ステンレス製ではほぼ消滅し、タングステン製で約半分まで降下し、その影響は甚大であることがわかった。球体の軌道を高速カメラで撮影した結果から球体にかかる力と熱入力を測定し、高速電子の数と速度の積を定量的に評価することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Particle balance in long duration RF driven plasmas on QUEST (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Hanada, H. Zushi, N. Yoshida, M. Hasegawa, K. Mishra, Kuzumin, K. Nakamura, A. Fujisawa, H. Idei, Y. Nagashima, O. Watanabe, T. Onchi, H. Watanabe, K. Tokunaga, A. Higashijima, S.Kawasaki, H.Nakashima, Y.Takase, A.Fukuyama, O.Mitarai, T.Maekawa and M. Peng
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 463 ページ: 1084-1084
  • DOI: 10.1016/j.jnucmat.2015.01.013
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Investigation of progression from low to high hydrogen recycling during long duration discharges on a spherical tokamak, QUEST (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Hanada, N. Yoshida, H. Zushi, K. Nakamura, A. Fujisawa, H. Idei, Y. Nagashima, H. Watanabe, M. Hasegawa, S. Kawasaki, H. Nakashima, A. Higashijima, O. Watanabe, Y. Takase, A. Fukuyama, O. Mitarai, M. Peng and the QUEST team
  • 雑誌名: Proc.25th Fusion Energy Conference (FEC 2014), 2014.10.13-18, St. Petersburg Russian Federation 巻: EX
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Investigation of Non-inductive Plasma Current Start-up by RF on QUEST (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishiguro, Masaki; Hanada, Kazuaki; Hiqing liu; Ryota, Ogata; Mitsutaka, Isobe; Saya, Tashima; Hideki, Zushi; et.al.
  • 雑誌名: 15th INTERNATIONAL CONGRESS ON PLASMA PHYSICS (ICPP2010) & 13th LATIN AMERICAN WORKSHOP ON PLASMA PHYSICS (LAWPP2010) 巻: 511 ページ: 012041-012041
  • DOI: 10.1088/1742-6596/511/1/012041
  • NAID: 120006695578
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Power balance estimation in long duration discharges on QUEST (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Hanada, Hideki Zushi, Hiroshi Idei, Kazuo Nakamura, Masaki Ishiguro, Yoshihiko Nagashima, Makoto Hasegawa, Akihide Fujisawa
  • 雑誌名: Plasma Schience and Technology
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cross-field motion of plasma blob-filaments and related particle flux in an open magnetic field line configuration on QUEST (2013)
  • 著者名/発表者名: Haiqing Liu, kazuaki hanada, Nobuhiro Nishino, Ryota Ogata, Masaki Ishiguro, X.Gao, hideki zushi, Kazuo Nakamura, Akihide Fujisawa, Hiroshi Idei, makoto hasegawa
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: Vol.438
  • 査読あり
• [雑誌論文] Santanu Banerjee, H. Zushi, N. Nishino, Y. Nagashima, K. Hanada, M. Ishiguro, T. Ryoukai, S. Tashima, T. Inoue, K. Nakamura, H. Idei, M. Hasegawa, A. Fujisawa, and K. Matsuoka (2012)
  • 著者名/発表者名: Fast visible imaging and edge turbulence analysis in QUEST
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum. 巻: 83 号: 10
  • DOI: 10.1063/1.4739080
  • 査読あり
• [雑誌論文] ECW/EBW Heating and Current Drive Experiment Results and Prospects for CW Operation in QUEST (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi IDEI, Hideki ZUSHI, Kazuaki HANADA, Evgeniya KALINNIKOVA, Kazuo NAKAMURA, Akihide FUJISAWA, Yoshihiko NAGASHIMA, Makoto HASEGAWA, Keisuke MATSUOKA, Tsuyoshi KARIYA, et.al.
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res. 巻: 7 ページ: 24021121-7
  • NAID: 130003366274
  • 査読あり
• [雑誌論文] ECRH-assisted plasma start-up with toroidally inclined launch: multi-machine comparison and perspectives for ITER (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Stober, G.L. Jackson, E. Ascasibar, Y.-S. Bae, J. Bucalossi, A. Cappa, T. Casper, M.-H. Cho, Y. Gribov, G. Granucci, K. Hanada, J. Hobirk, A.W. Hyatt, S. Ide, J.-H. Jeong, et.al.
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 51 ページ: 0830311-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Plasma Shape Identification with Magnetic Analysis for the Real-time Control on QUEST (2012)
  • 著者名/発表者名: Hanada Kazuaki
  • 雑誌名: 電気学会論文誌Ａ（基礎・材料・共通部門誌） 巻: 132
  • NAID: 10030777753
  • 査読あり
• [雑誌論文] QUEST Experiments Towards Steady State Operation of Spherical Tokamaks (2012)
  • 著者名/発表者名: Hanada Kazuaki
  • 雑誌名: 電気学会論文誌Ａ（基礎・材料・共通部門誌） 巻: 132
  • NAID: 10030777775
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-inductive current drive by EC waves in an inboard poloidal magnetic field null configuration on the Spherical Tokamak QUEST (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Tashima, H. Zushi, M. Isobe, H. Idei, S. Okamura, K. Hanada, K. Nakamura, A. Fujisawa, K. Matsuoka, M. Hasegawa, Y. Nagashima, S. Kawasaki, H. Nakashima, A. Higashijima and QUEST team
  • 雑誌名: Proc. 22nd International Toki Conference November 19- 22, 2012 巻: Proc. 22nd
  • NAID: 130004687671
  • 査読あり
• [雑誌論文] Edge turbulence characteristics of the Ohmic-ECRH driven plasma current phase investigated with fast visible imaging in QUEST (2012)
  • 著者名/発表者名: Santanu Banerjee, H. Zushi, N. Nishino, Y. Nagashima, K. Hanada, S. Tashima, T. Inoue, K. Nakamura, H. Idei, M. Hasegawa, A. Fujisawa and K. Matsuoka
  • 雑誌名: Proc. 22nd International Toki Conference November 19-22, 2012 巻: Proc. 22nd
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of ion saturation current and floating potential profile in divertor region on QUEST (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, K. Hanada, M. Ishiguro, H. Zushi, H. Fujisawa, K. Nakamura, H. Idei, Y. Nagashima, M. Hasegawa, S. Kawasaki, H. Nakashima, A, Higashijima, Y. Takase, A. Fukuyama, et.al.
  • 雑誌名: Proc. 22nd International Toki Conference November 19-22, 2012 巻: Proc. 22nd
  • 査読あり
• [学会発表] QUESTにおける壁の色測定による膜厚評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 下地 貴大
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部第18回支部大会
  • 発表場所: 九州大学筑紫地区総合研究棟（C-Cube）
  • 年月日: 2014-12-20 – 2014-12-21
• [学会発表] Plasma wall interaction in long duration plasmas on ST (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Hanada
  • 学会等名: PLASMA2014
  • 発表場所: 朱鷺メッセ(新潟市）
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] Investigation of Progression from Low to High Hydrogen Recycling during Long Duration Discharges on a Spherical Tokamak, QUEST (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Hanada, N. Yoshida, H. Zushi, K. Nakamura, A. Fujisawa, H. Idei, Y. Nagashima, H. Watanabe, M. Hasegawa, S. Kawasaki, H. Nakashima, A. Higashijima, O. Watanabe, Y. Takase, A. Fukuyama, O. Mitarai, M.Peng and the QUEST team
  • 学会等名: 25th Fusion Energy Conference (FEC 2014)
  • 発表場所: Saint Petersburg, Russia
  • 年月日: 2014-10-13 – 2014-10-18
• [学会発表] Heat Load Measurement with a Movable Limiter in Non-Inductive Current Driven Plasma Maintaining with a Microwave of 8.2GHz on QUEST (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Hamada, K. Hanada, H. Zushi, K. Nakamura, H. Idei, M. Hasegawa, A. Fujisawa, Y. Nagashima
  • 学会等名: 17th International Congress on Plasma Physics (ICPP) 2014
  • 発表場所: Lisbon, Portugal
  • 年月日: 2014-09-15 – 2014-09-19
• [学会発表] Heat load measurements with water cooled movable limiters in long duration plasmas on QUEST (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Hamada, K. Hanada, H. Zushi, K. Nakamura , H. Idei, M. Hasegawa, A. Fujisawa, Y. Nagashima, S. Kawasaki, H. Nakashima, A. Higashijima, Y. Oyama, S. Nishiyama
  • 学会等名: A3 Foresight Summer School and Workshop on Spherical Torus (ST) 2014
  • 発表場所: Kensington Resort, Jeju, Korea
  • 年月日: 2014-06-30 – 2014-07-04
• [学会発表] Particle balance in long duration RF driven plasmas on QUEST (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Hanada, H. Zushi, N. Yoshida, M. Hasegawa, K. Mishra, A. Kuzmin, K. Nakamura, A. Fujisawa, H. Idei, Y. Nagashima, O. Watanabe, T. Onchi, H. Watanabe, K. Tokunaga, A. Higashijima, S.Kawasaki, H.Nakashima, Y.Takase, A.Fukuyama, O.Mitarai, T.Maekawa and Y. K. M. Peng
  • 学会等名: 21st International Conference on Plasma Surface Interactions 2014
  • 発表場所: Ishikawa Ongaku-do
  • 年月日: 2014-05-26 – 2014-05-30
• [学会発表] Recent QUEST experiments on non-inductive current drive and plasma-wall interaction towards steady state operation of spherical tokamak (2013)
  • 著者名/発表者名: kazuaki hanada
  • 学会等名: 7th IAEA Technical Meeting on Steady-State Operation on Magnetic Fusion Devices
  • 発表場所: Aix en Provence, France
  • 招待講演
• [学会発表] Power balance estimation in long duration discharges on QUEST (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Hanada, H.Zushi, H.Idei, K.Nakamura, M.Ishiguro, S.Tashima, E.I.Kalinnikova, Y.Nagashima, M.Hasegawa, A.Fujisawa, A.Higashijima, S.Kawasaki, H.Nakashima, O.Mitarai3, T.Maekawa, A.Fukuyama, Y.Takase, X. Gao, H.Liu, J.Qian, M.Ono, R.Raman, M. Peng
  • 学会等名: A3 Foresight Program Workshop on Critical Physics Issues Specific to Steady State Sustainment of High-Performance Plasmas
  • 発表場所: Beijing, China
  • 招待講演
• [学会発表] Recent progress on non-inductive driven plasma start-up and investigation towards EBWCD on QUEST (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Hanada
  • 学会等名: International Spherical Torus Workshop 2013
  • 発表場所: The King's Manor York, UK
  • 招待講演
• [学会発表] QUESTにおける高周波電流駆動プラズマの硬X線計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴川槙一郎，花田和明，田島西夜，図子秀樹，恩地拓己, 磯部光孝, 藤澤彰英，中村一男，出射浩，永島芳彦，長谷川真，川崎昌二，中島寿年，東島亜紀，高瀬雄一，福山淳，御手洗修
  • 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
• [学会発表] QUESTにおけるECCDプラズマの硬X線計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴川槙一郎，花田和明，田島西夜，図子秀樹，恩地拓己, 磯部光孝 ,藤澤彰英，中村一男，出射浩，永島芳彦，長谷川真，川崎昌二，中島寿年，東島亜紀，高瀬雄一，福山淳，御手洗修
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部 第17回支部大会
  • 発表場所: 佐世保工業高等専門学校
• [学会発表] AXUVを用いたQUESTプラズマの振動解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三浦 弘貴, 花田和明、図子秀樹、中村一男、藤澤彰英、出射浩、永島芳彦、長谷川真、中島寿年、川崎昌二、東島亜紀、御手洗修、前川孝、福山淳、高瀬雄一、江尻晶、福本直之、山口隆史、富樫央
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部 第17回支部大会
  • 発表場所: 佐世保工業高等専門学校
• [学会発表] QUEST内の高周波プラズマにおけるプラズマ対向壁の熱負荷計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 濱田夏彦, 花田和明, 中村一男, 長谷川真, 徳永和俊, 御手洗修, 図子秀樹, 藤澤彰英, 出射浩, 永島芳彦, 川崎昌二, 中島寿年, 東島亜紀, 荒木邦明
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部 第17回支部大会
  • 発表場所: 佐世保工業高等専門学校
• [学会発表] QUEST内のダスト計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 本田拓巳, 花田和明,吉田 直亮,図子秀樹,中村一男, 藤澤彰英, 出射浩, 永島芳彦,長谷川真,川崎昌二, 中島寿年, 東島亜紀
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部 第17回支部大会
  • 発表場所: 佐世保工業高等専門学校
• [学会発表] QUESTにおける周辺プラズマのプローブ計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 下地貴弘, 花田和明, 図子秀樹, 出射浩, 藤澤彰英, 永島芳彦, 長谷川真, 中村一男, 東島亜紀, 川崎昌二, 中島寿年, 福山淳, 高瀬雄一
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部 第17回支部大会
  • 発表場所: 佐世保工業高等専門学校
• [学会発表] プラズマ長時間維持のためのプラズマ・壁相互作用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 花田和明
  • 学会等名: RIAMフォーラム2013
  • 発表場所: 九州大学筑紫地区
• [学会発表] Two-Fluid MHD Equilibrium Considerations of Te/Ti >> 1, Collisionless Plasmas Sustained by RF Electron Heating (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.K.M. Peng, A. Ishida, Y. Takase, A. Ejiri, N. Tsujii, T. Maekawa, M. Uchida, H. Zushi, K. Hanada, M. Hasegawa
  • 学会等名: 23rd International Toki Conference (ITC-23) “Large-scale Simulation and Fusion Science”
  • 発表場所: Toki City, Gifu, JAPAN
• [学会発表] Heat and particle handling (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki HANADA
  • 学会等名: Workshop on QUEST and Ralatad ST RF Startup and Sustainment Plasma Research
  • 発表場所: ＱＵＥＳＴ実験棟 会議室
• [学会発表] QUEST実験の進展と課題 (2013)
  • 著者名/発表者名: 花田 和明
  • 学会等名: ＳＴ研究会「マイクロ派駆動核融合」
  • 発表場所: ＮＩＦＳ
• [学会発表] ポイントモデルによるＱＵＥＳＴの粒子バランスの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 花田 和明
  • 学会等名: 水素定常実験と粒子バランスに関する研究会
  • 発表場所: 核融合科学研究所
• [図書] Journal of Plasma and Fusion Research Vol.88, No.12 December 2012 (2012)
  • 著者名/発表者名: 花田和明、吉田直亮（他の部門では他研究者あり）
  • 総ページ数: 777
  • 出版者: 小特集：球場トカマク研究の進展 2.最近の研究成果と研究動向 2-2プラズマ－壁相互作用、ダイバータ研究