高速二次元画像計測を用いた三次元平衡プラズマの物理の研究

• 研究課題/領域番号: 24740368
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 三瓶 明希夫 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 講師 (90379066)
• 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: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 画像計測 / 核燃焼プラズマ / RFP / 磁場閉じ込め / 自己組織化 / MHD緩和 / トロイダルプラズマ

研究成果の概要

A=2の低アスペクト比逆磁場ピンチ装置におけるヘリカル平衡RFP配位への遷移現象のダイナミクスを解明するために，軟X線画像を高速で二方向から同時撮像できる機構を構築した．撮像された結果から，平衡再構成と磁力線追跡及びCT技術を用いて内部構造の再構成を行い，周辺磁場揺動が単一モードの成長を示すRFP放電において，ヘリカル様の三次元構造が実現していることを示唆する結果を得た．吸収法と軟X線画像計測法を組み合わせる事で，新たに二次元電子温度分布計測システムを開発した．このシステムを用いて，ヘリカル変形時の二次元電子温度画像を撮像することに成功した．

研究成果

• [雑誌論文] Effect on Plasma Performance of a Single MHD Mode Feedback Control in Low-Aspect-Ratio RFP RELAX (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki TANAKA, Sadao Masamune, Seiya Nakaki, Akio Sanpei, Kanae Nishimura, Ryosuke Kodera, Ryota Ueba, Go Ishii, Himura Himura, Roberto Paccagnella
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 9 号: 0 ページ: 1302057-1302057
  • DOI: 10.1585/pfr.9.1302057
  • NAID: 130005088376
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reconstruction of the Eddy Current Profile on the Vacuum Vessel in a Fusion Device using only External Magnetic Sensor Signals (2014)
  • 著者名/発表者名: Masafumi Itagaki, Akio Sanpei, Sadao Masamune, Kiyomasa Watanabe
  • 雑誌名: WIT Transactions on Modelling and Simulation 巻: 57 ページ: 149-162
  • DOI: 10.2495/be370131
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Prototype Diagnostics System to Detect Ultraviolet Emission for Plasma Turbulence (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Onchi, A. Fujisawa, A. Sanpei
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum. 巻: 85 号: 11
  • DOI: 10.1063/1.4900660
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Electron Temperature Measurement by Thomson Scattering in a Low-Aspect-Ratio RFP RELAX (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryota UEBA, Sadao MASAMUNE, Akio SANPEI, Kosuke UCHIYAMA, Hiroyuki TANAKA, Kanae NISHIMURA, Go ISHII, Ryosuke KODERA, Haruhiko HIMURA, Daniel J. Den HARTOG, Haruhisa KOGUCHI
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 9 号: 0 ページ: 1302009-1302009
  • DOI: 10.1585/pfr.9.1302009
  • NAID: 130004678541
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2D electron temperature diagnostic using soft x-ray imaging technique (2014)
  • 著者名/発表者名: Kanae Nishimura, Akio Sanpei, Hiroyuki Tanaka, Go Ishii, Ryosuke Kodera, Ryouta Ueba, Haruhiko Himura, Sadao Masamune, Satoshi Ohdachi and Naoki Mizuguchi
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum. 巻: 85 号: 3
  • DOI: 10.1063/1.4867076
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement and Evaluation of 3-D Structure in Low-Aspect-Ratio RFP RELAX with Dual SXR Imaging System (2014)
  • 著者名/発表者名: Akio Sanpei, Kanae Nishimura, Sadao Masamune, Hiroyuki Tanaka, Haruhiko Himura, Satoshi Ohdachi, Naoki Mizuguchi, Tsuyoshi Akiyama
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 1
  • DOI: 10.7566/jpscp.1.015027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reconstruction of the Eddy Current Distribution on the Vacuum Vessel in a Reversed Field Pinch Device based on the External Magnetic Sensor Signals (2014)
  • 著者名/発表者名: (1)M. Itagaki, A. Sanpei, S. Masamune and K. Watanabe,
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 9 号: 0 ページ: 1402046-1402046
  • DOI: 10.1585/pfr.9.1402046
  • NAID: 130005088370
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dependence of Properties of Quasi-Single-Helicity States on Field Reversal Parameter in a Low-Aspect-Ratio Reversed Field Pinch (2013)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Oki, Akio Sanpei, Haruhiko Himura, Sadao Masamune
  • 雑誌名: Fusion Science and Technology 巻: 63 ページ: 386-388
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymmetric toroidal flux generation due to phase locking of internally resonant tearing modes in the RELAX reversed-field pinch (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Ikezoe, S. Masamune, K. Oki, A. Sanpei, H. Himura, T. Onchi, A. Hirose
  • 雑誌名: Plasma Phys. Control. Fusion 巻: 15005 号: 1 ページ: 55-55
  • DOI: 10.1088/0741-3335/55/1/015005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Initial Result of Time-Resolved Vertical Soft X-Ray Imaging System in Low-<i>A </i>RFP (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Sanpei, K. Oki, D. Fukahori, K. Deguchi, S. Nakaki, K. Nishimura, H. Himura, S. Masamune, S. Ohdachi, N. Nishino, T. Onchi
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 7 号: 0 ページ: 2402052-2402052
  • DOI: 10.1585/pfr.7.2402052
  • NAID: 130003366263
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of Quasi-Single-Helicity States in a Low-Aspect-Ratio RFP (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Oki, D. Fukahori, K. Deguchi, S. Nakaki, A. Sanpei, H. Himura, S. Masamune, R. Paccagnella
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 7 号: 0 ページ: 1402028-1402028
  • DOI: 10.1585/pfr.7.1402028
  • NAID: 130003366233
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling of Formation of Helical Structures in Reversed-Field Pinch (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Mizuguchi, A. Sanpei, S. Fujita, K. Oki, H. Himura, S. Masamune, and K. Ichiguchi
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 7 号: 0 ページ: 2403117-2403117
  • DOI: 10.1585/pfr.7.2403117
  • NAID: 130004467832
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase Locking and Unlocking Associated with Transition to Quasi-Single Helicity State in RELAX Reversed Field Pinch (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Ikezoe, S. Masamune, K. Oki, A. Sanpei, H. Himura, T. Onchi, A. Hirose
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: No.11 号: 11 ページ: 81-81
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.115001
  • NAID: 210000109809
  • 査読あり
• [学会発表] 非中性プラズマとRFPプラズマにおける乱流と構造形成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫
  • 学会等名: 「波動粒子相互作用による粒子加速・輸送及び乱流」研究会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-03-05 – 2015-03-06
• [学会発表] RFPプラズマのヘリカル構造変化とMHD不安定性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫
  • 学会等名: 平成26年度NIFS共同研究会「MHDと流体力学における共鳴・分岐・構造形成の理論・シミュレーション研究」
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2014-12-25 – 2014-12-26
• [学会発表] 軟X線イメージングを用いた低アスペクト比RFPにおける三次元構造時間発展の計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫
  • 学会等名: PLASMA2014
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] Properties of the equilibrium and the eddy current distribution in the vacuum vessel in a low-aspect-ratio RFP RELAX (2014)
  • 著者名/発表者名: Akio Sanpei
  • 学会等名: 19th Workshop on MHD Stability Control
  • 発表場所: Auburn, USA
  • 年月日: 2014-11-03 – 2014-11-05
  • 招待講演
• [学会発表] Evaluation of time evolution of 3-D Structure in RELAX RFP with SXR Imaging Technique (2014)
  • 著者名/発表者名: Akio Sanpei
  • 学会等名: 56th Annual meeting of APS-DPP
  • 発表場所: New Orleands, LA, USA
  • 年月日: 2014-10-27 – 2014-10-31
• [学会発表] Evaluation of time evolution of 3-D Structure in Low-Aspect-Ratio RFP RELAX with SXR Imaging Technique (2014)
  • 著者名/発表者名: Akio Sanpei
  • 学会等名: Workshop on Exploratory Topics in Plasma and Fusion Research (EPR) and US-Japan Compact Torus (CT) Workshop
  • 発表場所: Madison, WI, USA
  • 年月日: 2014-08-05 – 2014-08-08
• [学会発表] MHD mode dynamics on the formation of helical structures in low aspect ratio Reversed Field Pinch plasmas (2014)
  • 著者名/発表者名: Akio Sanpei
  • 学会等名: US-Japan JIFT Workshop on “Recent studies of extended MHD and MHD simulations”
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2014-06-05 – 2014-06-06
• [学会発表] 非中性プラズマとRFPプラズマにおける自己組織化現象の画像計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫
  • 学会等名: 2013年度第2回研究会「微粒子・自己組織化プラズマの計測と解析・制御」
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
• [学会発表] Measurement and Evaluation of 3-D Structure in Low-Aspect-Ratio RFP RELAX with Dual SXR Imaging System (2013)
  • 著者名/発表者名: Akio Sanpei
  • 学会等名: 12th Asia Pacific Physics Conference
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] 球状RFPプラズマにおける画像計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫，西村香苗，田中裕之，石井豪，上羽涼太，小寺良典，比村治彦，政宗貞男，大舘暁，水口直紀，秋山毅志
  • 学会等名: 核融合科学研究所平成25年度一般共同研究「画像計測研究会2013」
  • 発表場所: 核融合科学研究所
• [学会発表] Characterization of low-A RFP configuration in RELAX with SXR Imaging Technique (2013)
  • 著者名/発表者名: Akio Sanpei, Sadao Masamune, Hiroyuki Tanaka, Kanae Nishimura, Go Ishii, Ryosuke Kodera, Ryota Ueba, Haruhiko Himura, Satoshi Ohdachi, Naoki Mizuguchi, Tsuyoshi Akiyama
  • 学会等名: Joint 19th ISHW and 16th IEA-RFP workshop
  • 発表場所: Padova, Italy
• [学会発表] 3D MHD simulation studies on the formation of helical structures in low aspect ratio Reversed Field Pinch plasmas (2013)
  • 著者名/発表者名: Akio Sanpei, Naoki Mizuguchi, Sadao Masamune
  • 学会等名: US-Japan JIFT Workshop on “Recent studies of extended MHD and MHD simulations”
  • 発表場所: Denver, USA
• [学会発表] RELAXにおける球状RFPプラズマ研究の現状と今後の展開 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫
  • 学会等名: 第30回プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: 東工大
• [学会発表] イメージングを用いた球状RFP装置RELAXにおける三次元構造計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫
  • 学会等名: 平成25年度核融合科学研究所共同研究研究会「革新的高ベータ閉じ込め配位の先進制御と高性能化」
  • 発表場所: 核融合科学研究所
• [学会発表] 逆磁場ピンチの内部構造変化におけるMHD不安定性の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫
  • 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] RFPの内部構造変化におけるMHD不安定性の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫
  • 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
• [学会発表] 軟X線イメージングによる低アスペクト比RFPの三次元構造の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫
  • 学会等名: 物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
• [学会発表] Evaluation of 3D Structure in RELAX RFP with SXR Imaging Technique (2012)
  • 著者名/発表者名: Akio Sanpei
  • 学会等名: 54th Annual Meeting of the APS-DPP
  • 発表場所: Providence RI
• [学会発表] Mode control with external fields in the low- aspect-ratio RFP (2012)
  • 著者名/発表者名: Akio Sanpei
  • 学会等名: 17TH WORKSHOP ON MHD STABILITY CONTROL
  • 発表場所: Columbia University, New York
  • 招待講演
• [学会発表] 軟X線イメージングを用いた低アスペクト比RFPにおける三次元構造の計測と評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫
  • 学会等名: 平成24年度核融合科学研究所共同研究研究会「高ベータプラズマにおける自発的フローと三次元構造の形成」
  • 発表場所: 核融合科学研究所
• [学会発表] Evaluation of 3-D Structure in low-aspect-ratio RFP RELAX (2012)
  • 著者名/発表者名: Akio Sanpei
  • 学会等名: 22nd International Toki Conference
  • 発表場所: Toki
• [学会発表] 軟X線イメージングを用いた低アスペクト比RFPにおける三次元構造の計測と評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫
  • 学会等名: 第29回プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: 福岡県春日市
• [備考] プラズマ基礎工学研究室 webページ
  • URL: http://nuclear.es.kit.ac.jp
• [備考] プラズマ基礎工学研究室 ウェブページ
  • URL: http://nuclear.es.kit.ac.jp/
• [備考] プラズマ基礎工学研究室 ウェブページ
  • URL: http://nuclear.es.kit.ac.jp/