高ベータ・プラズマにおける抵抗性壁モードに対する運動論効果の解明

• 研究課題/領域番号: 24760708
• 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: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 白石 淳也 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門 那珂核融合研究所, 研究員 (60513223)
• 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: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
• キーワード: 抵抗性壁モード / 運動論的MHD

研究成果の概要

高性能トカマクでは、抵抗性壁モード (RWM)と呼ばれる不安定性により到達ベータが制限されるため、その安定化研究は喫緊の課題である。本研究では、プラズマ回転によるRWM安定化機構に関して、以下のことを明らかにした。(1) 回転に伴う遠心力によって平衡分布が変化することにより、RWMが安定化される。(2) 回転プラズマでは運動論的電磁流体力学(MHD)モデルは一般化される。拡張した運動論的MHDモデルでは、回転シアによりRWMが安定化され、これは実験結果と定性的に一致している。

研究成果

• [雑誌論文] Simulation of plasma current ramp-up with reduced magnetic flux consumption in JT-60SA (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Wakatsuki, T. Suzuki, N. Hayashi, J. Shiraishi, S. Ide, and Y. Takase
  • 雑誌名: Plasma Physics and Controlled Fusion 巻: 57 号: 6 ページ: 065005-065005
  • DOI: 10.1088/0741-3335/57/6/065005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of centrifugal modification of magnetohydrodynamic equilibrium on resistive wall mode stability (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Shiraishi, N. Aiba, N. Miyato, and M. Yagi
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 54 号: 8 ページ: 083008-083008
  • DOI: 10.1088/0029-5515/54/8/083008
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] On Kinetic Resistive Wall Mode Theory with Sheared Rotation (2014)
  • 著者名/発表者名: Junya Shiraishi, Naoaki Miyato, Go Matsunaga
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 9 号: 0 ページ: 3403027-3403027
  • DOI: 10.1585/pfr.9.3403027
  • NAID: 130005432252
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of plasma rotation on the linear physics of resistive wall modes in tokamaks (2013)
  • 著者名/発表者名: N.Aiba, J. Shiraishi and M. Hirota
  • 雑誌名: Plasma Phys. Control. Fusion 巻: 55巻 号: 7 ページ: 74002-74002
  • DOI: 10.1088/0741-3335/55/7/074002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stabilization of Resistive Wall Modes by Magnetohydrodynamic Equilibrium Change Induced by Plasma Toroidal Rotation (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Shiraishi et al
  • 雑誌名: Proceedings of the 24th IAEA Fusion Energy Conference 巻: IAEA-CN-197
• [学会発表] 流れをもつプラズマに対する接続理論の構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 白石淳也
  • 学会等名: 日本物理学会第70 回年次大会
  • 発表場所: 東京都新宿区
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 運動論的MHDモデルの拡張 (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Shiraishi, N. Miyato, and G. Matsunaga
  • 学会等名: 平成26年度NIFS共同研究研究会 「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: 岐阜県土岐市
  • 年月日: 2014-12-25 – 2014-12-26
• [学会発表] Analysis of JT-60U experiment by extended kinetic-MHD model (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Shiraishi, N. Miyato, and G. Matsunaga
  • 学会等名: Plasma Conference 2014
  • 発表場所: 新潟県新潟市
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] Extension of kinetic-MHD model to include toroidal rotation shear effect and its application to stability analysis of resistive wall modes (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Shiraishi, N. Miyato, and G. Matsunaga
  • 学会等名: 19th MHD Stability Control Workshop
  • 発表場所: アメリカ合衆国オーバーン
  • 年月日: 2014-11-03 – 2014-11-05
  • 招待講演
• [学会発表] Extension of kinetic-magnetohydrodynamic model to include toroidal rotation shear effect and its application to stability analysis of resistive wall modes (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Shiraishi, N. Miyato, G. Matsunaga, M. Honda, N. Hayashi, and S. Ide
  • 学会等名: The 25th IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: ロシアサンクトペテルブルグ
  • 年月日: 2014-10-13 – 2014-10-18
• [学会発表] Extension of kinetic-magnetohydrodynamic model to include toroidal rotation shear effects and its application to stability analysis of resistive wall modes (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Shiraishi, N. Miyato, and G. Matsunaga
  • 学会等名: Joint Meeting of US-Japan MHD Workshop and ITPA MHD Stability Topical Group
  • 発表場所: 岐阜県土岐市
• [学会発表] プラズマ回転を含むMHD安定性解析に基づいた高性能トカマクモデリング (2013)
  • 著者名/発表者名: 白石淳也、本多充、林伸彦、井手俊介
  • 学会等名: 第30回プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: 東京都目黒区
• [学会発表] On kinetic resistive wall mode theory with sheared rotation (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Shiraishi, N. Miyato, and G. Matsunaga
  • 学会等名: The 23rd International Toki Conference
  • 発表場所: 岐阜県土岐市
• [学会発表] Impact of Centrifugal Modification of Magnetohydrodynamic Equilibrium on Resistive Wall Mode Stability (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Shiraishi, N. Aiba, N. Miyato, and M. Yagi
  • 学会等名: The 19th NEXT Workshop
  • 発表場所: 京都府京都市
• [学会発表] トロイダル回転による磁気流体力学平衡の変化がもたらす抵抗性壁モード安定化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 白石淳也
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島県東広島市
• [学会発表] Development of Resistive Wall Mode Analysis Code for Rotating Plasmas (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Shiraishi et al
  • 学会等名: The 18th NEXT Workshop
  • 発表場所: 青森県六ヶ所村
• [学会発表] Stabilization of Resistive Wall Modes by Magnetohydrodynamic Equilibrium Change Induced by Plasma Toroidal Rotation (2012)
  • 著者名/発表者名: J Shiraishi et al
  • 学会等名: The 24th IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: アメリカ合衆国サンディエゴ
• [学会発表] Stabilization of Resistive Wall Modes by Magnetohydrodynamic Equilibrium Change Induced by Plasma Toroidal Rotation (2012)
  • 著者名/発表者名: J Shiraishi et al
  • 学会等名: 研究会 「マルチスケールMHD現象の理論・シミュレーション研究」
  • 発表場所: 岐阜県土岐市