高圧力プラズマにおける磁気流体不安定性安定化と3次元効果の研究

• 研究課題/領域番号: 25420900
• 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: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2016); 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2013-2015)
• 研究代表者: 武智 学 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 那珂核融合研究所 トカマクシステム技術開発部, 主幹研究員(定常) (40370423)
• 連携研究者: 中村 祐司 京都大学, 大学院エネルギー科学研究科・エネルギー基礎科学専攻, 教授 (20198245) ; 鈴木 康浩 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (20397558)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013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: トカマク / フィードバック制御 / 磁気流体不安定性 / 核融合プラズマ / ３次元平衡 / 磁気面形状 / ３次元 / RFP / ヘリカル

研究成果の概要

プラズマの高圧力化は核融合炉の実現において、これを最終的に阻害する磁気流体不安定性である抵抗性壁モード（Resistive wall mode（以下「RWM」という。））の安定化が不可欠である。RWMの安定化に用いる外部コイルによる３次元平衡への影響を調べた。外部コイルを用いたトカマクプラズマのRWM安定化実験の実験結果を３次元平衡コードで再構成しうることを示した。また、JT-60SAにおいて予定されている小面積のコイルを用いた場合では側帯派の影響が大きいことを示し、３次元平衡コードでプラズマに対する影響を調べうることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Securing High βN JT-60SA Operational Space by MHD Stability and Active Control Modelling (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Bolzonella, P. Bettini, L. Figini, S.C. Guo, Y.Q. Liu, G. Marchiori, Go Matsunaga, S. Mastrostefano, S. Nowak, L. Pigatto, O. Sauter, Manabu Takechi, F. Villone, X. Xu, Nobuyuki Aiba, J. Garcia, L. Garzotti, Nobuhiko Hayashi, Ph. Lauber, M. Romanelli , Junya Shiraishi, C. Sozzi
  • 雑誌名: Proceedings of 26th IAEA Fusion Energy Conference, 2017-03 巻: 2017-03
  • 国際共著
• [雑誌論文] Development of magnetic sensors for JT-60SA (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Takechi, G. Matsunaga, S. Sakurai, T. Sasajima, J. Yagyu, R. Hoshi, Y. Kawamata, K. Kurihara, the JT-60SA Team, T. Nishikawa, T. Ryo, S. Kagamihara, K. Nakamura
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 巻: 96-97 ページ: 985-988
  • DOI: 10.1016/j.fusengdes.2015.06.108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional analysis of JT-60SA conducting structures in view of RWM control (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Mastrostefano, P. Bettini, T. Bolzonella, M. Furno Palumbo, Y.Q. Liu, G. Matsunaga, R. Specogna, M. Takechi, F. Villone
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 巻: 96-97 ページ: 659-663
  • DOI: 10.1016/j.fusengdes.2015.05.045
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Reference design of the power supply system for the resistive-wall-mode control in JT-60SA (2015)
  • 著者名/発表者名: Alberto Ferro, Elena Gaio, Luca Novello, Makoto Matsukawa, Katsuhiro Shimada, Yoichi Kawamata, Manabu Takechi
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 巻: 98-99 ページ: 1053-1057
  • DOI: 10.1016/j.fusengdes.2015.06.116
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] In-vessel coils for magnetic error field correction in JT-60SA (2015)
  • 著者名/発表者名: G. Matsunaga, M. Takechi, S. Sakurai, Y. Suzuki, S. Ide, H. Urano
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 巻: 98-99 ページ: 1113-1117
  • DOI: 10.1016/j.fusengdes.2015.06.024
  • 査読あり
• [学会発表] Active control/stabilization of locked mode in tokamaks at high magnetic Reynolds number (2016)
  • 著者名/発表者名: 井上 静雄, 白石 淳也, 松永 剛, 武智 学, 諫山 明彦, 井手 俊介
  • 学会等名: 26th IAEA Fusion Energy , International Atomic Energy Agency
  • 発表場所: ICC Kyoto, Kyoto, Japan
  • 年月日: 2016-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Securing High βN JT-60SA Operational Space by MHD Stability and Active Control Modelling (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Bolzonella, P. Bettini, L. Figini, S.C. Guo, Y.Q. Liu, G. Marchiori, Go Matsunaga, S. Mastrostefano, S. Nowak, L. Pigatto, O. Sauter, Manabu Takechi, F. Villone, X. Xu, Nobuyuki Aiba, J. Garcia, L. Garzotti, Nobuhiko Hayashi, Ph. Lauber, M. Romanelli , Junya Shiraishi, C. Sozzi
  • 学会等名: 26th IAEA Fusion Energy , International Atomic Energy Agency
  • 発表場所: ICC Kyoto, Kyoto, Japan
  • 年月日: 2016-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Progress of the magnetic sensors development for JT-60SA (2016)
  • 著者名/発表者名: Manabu Takechi, Go Matsunaga, Shinji Sakurai, Tadayuki Sasajima, Jiyunichi Yagiyuu, Yoichi Kawamata, Kenichi Kurihara
  • 学会等名: 29th edition of the Symposium on Fusion Technology (SOFT 2016)
  • 発表場所: Prague Congress Centre, Prague, Czech
  • 年月日: 2016-09-05
  • 国際学会
• [学会発表] JT-60SA における磁気計測の進展 (2015)
  • 著者名/発表者名: 武智 学、松永 剛、笹島唯之、柳生純一、櫻井真治、星 亮、川俣陽一、栗原研一、中村一男
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第32回年会
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-11-24
• [学会発表] JT-60SAのMHD制御における3次元効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 武智 学
  • 学会等名: Plasma Conference 2014 (PLASMA 2014)
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟）
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] JT-60SAにおけるコーシー条件面法を用いたプラズマ形状再構築精度の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮田 良明
  • 学会等名: Plasma Conference 2014 (PLASMA 2014)
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟）
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] Development of magnetic sensors for JT-60SA (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Takechi
  • 学会等名: the 28th Symposium on Fusion Technology (SOFT 2014)
  • 発表場所: San Sebastian, Spain
  • 年月日: 2014-09-29 – 2014-10-03
• [学会発表] Simulations of locked mode and rotation drive in a tokamak (2014)
  • 著者名/発表者名: G. Kurita
  • 学会等名: 2014 Joint meeting of US-Japan MHD workshop and ITPA MHD Stability Topical Group
  • 発表場所: NIFS, Toki, Japan
• [学会発表] JT-60SAにおける磁気計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 武智 学
  • 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] JT-60SAにおける誤差磁場および補正コイルとその応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松永 剛
  • 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] Physics and control of external kink instabilities with realistic 3D boundaries (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Bolzonella
  • 学会等名: 23rd International Toki Conference
  • 発表場所: NIFS, Toki, Japan