核融合炉に近い条件における球状トカマク合体生成時の加熱効果の検証

• 研究課題/領域番号: 25820434
• 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: 九州大学
• 研究代表者: 山田 琢磨 九州大学, 基幹教育院, 准教授 (90437773)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 炉心プラズマ / 球状トカマク / 磁気リコネクション / 国際研究者交流 / イギリス

研究成果の概要

イギリスカラム研究所の世界最大の合体実験装置であるMASTと、磁場コイルが真空容器外に設置されている東京大学のUTSTは、最も核融合炉に近い条件の球状トカマク合体実験装置である。これらの装置において、球状トカマク合体生成時の電子とイオンの加熱を観測した。合体のX点近傍では、ガイド磁場に依存して電子とイオンが合体の誘導電場によって加熱されることが分かった。合体のアウトフロー領域においては、イオンが加熱されてその後電子にも熱が移行することが分かった。これらの観測により、合体生成法による加熱の有用性を確認した。

研究成果

• [国際共同研究] Culham Science Centre(英国)
• [国際共同研究] National Cheng Kung University(台湾)
• [雑誌論文] Application of Tomographic Ion Doppler Spectroscopy to Merging Plasma Startup in the MAST Spherical Tokamak (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Tanabe, T. Yamada, T. Watanabe, K. Kadowaki, M. Inomoto, R. Imazawa, M. Gryaznevich, R. Scannell, N. J. Conway, B. Crowley, K. G. McClements, I. Fitzgerald, C. Michael, J. Harrison, A. Meakins, N. Hawkes, T. O'Gorman, C. Z. Cheng, Y. Ono and The MAST Team
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 11 ページ: 1-4
  • NAID: 130005311581
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evaluation of Non-Linear Mode Coupling During End-Plate Biasing Experiment in PANTA (2015)
  • 著者名/発表者名: F. Kin, T. Yamada, S. Inagaki, H. Arakawa, Y. Nagashima, N. Kasuya, A. Fujisawa, K. Nakanishi, H. Kono, T. Mizokami, M. Sasaki, M. Lesur, Y. Kosuga, K. Itoh and S.-I. Itoh
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 10 号: 0 ページ: 3401043-3401043
  • DOI: 10.1585/pfr.10.3401043
  • NAID: 130005292385
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Two-Dimensional Electron Temperature and Density Measurement during Strong Guide-Field Reconnection by using Slide-Type Thomson Scattering System (2015)
  • 著者名/発表者名: X. Guo, M. Inomoto, T. Sugawara, T. G. Watanabe, K. Yamasaki, T. Ushiki, Y. Ono
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 10 号: 0 ページ: 3402017-3402017
  • DOI: 10.1585/pfr.10.3402017
  • NAID: 130005302921
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High Power Heating of Magnetic Reconnection in Merging Tokamak Experiments (Invited) (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Ono, H. Tanabe, T. Yamada, K. Gi, T. Watanabe , T. Ii, M. Gryaznevich, R. Scannell, N. Conway, B. Crowley, C. Michael
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 22 号: 5 ページ: 055708-055708
  • DOI: 10.1063/1.4920944
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Localized electron heating by strong guide-field magnetic reconnection (2015)
  • 著者名/発表者名: Xuehan Guo, Michiaki Inomoto, Takumichi Sugawara, Kotaro Yamasaki, Tomohiko Ushiki, Yasushi Ono
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 22 号: 10 ページ: 101201-101201
  • DOI: 10.1063/1.4932339
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Laboratory study of diffusion region with electron energization during high guide field reconnection (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Yamasaki, S. Inoue, S. Kamio, TG. Watanabe, T. Ushiki, X. Guo, T. Sugawara, K. Matsuyama, N. Kawakami, T. Yamada, M. Inomoto, Y. Ono
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 22 号: 10 ページ: 101202-101202
  • DOI: 10.1063/1.4932345
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electron and Ion Heating Characteristics during Magnetic Reconnection in the MAST Spherical Tokamak (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Tanabe, T. Yamada, T. Watanabe, K. Gi, K. Kadowaki, M. Inomoto, R. Imazawa, M. Gryaznevich, C. Michael, B. Crowley, N. J. Conway, R. Scannell, J. Harrison, I. Fitzgerald, A. Meakins, N. Hawkes, K. G. McClements, T. O’Gorman, C.Z. Cheng, Y. Ono, and the MAST Team
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 115 号: 21
  • DOI: 10.1103/physrevlett.115.215004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Center-solenoid-free merging start-up of spherical tokamak plasmas in UTST (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, T. Watanabe, K. Gi, K. Yamasaki, S. Kamio, R. Imazawa, T. Yamada, X. Guo, T. Ushiki, H. Ishikawa, H. Nakamata, N. Kawakami, T. Sugawara, K. Matsuyama, K. Noma, A. Kuwahata, and H. Tanabe
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 55 号: 3 ページ: 033013-033013
  • DOI: 10.1088/0029-5515/55/3/033013
  • 査読あり
• [雑誌論文] End plate biasing experiments in linear magnetized plasmas (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada, S. Inagaki, T. Kobayashi, Y. Nagashima, T. Mitsuzono, Y. Miwa, K. Nakanishi, H. Fujino, M. Sasaki, N. Kasuya, M. Lesur, Y. Kosuga, A. Fujisawa, S.-I. Itoh, K. Itoh
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 54 号: 11 ページ: 1140101-5
  • DOI: 10.1088/0029-5515/54/11/114010
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Experimental Results of Ion Heating by Magnetic Reconnection Using External Coils (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Kamio, T.G. Watanabe, K. Yamasaki, Q.H. Cao, T. Yamada, M. Inomoto and Y. Ono
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 9 号: 0 ページ: 3402038-3402038
  • DOI: 10.1585/pfr.9.3402038
  • NAID: 130005260438
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 今日からはじめる磁場閉じ込めプラズマ実験 コラム7 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田琢磨
  • 雑誌名: プラズマ・核融合学会誌 巻: 90 ページ: 740-740
• [雑誌論文] Streamer Structures in Experiment and Modeling (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada, M. Sasaki, N. Kasuya, Y. Nagashima, S. Inagaki, T. Kobayashi, M. Yagi, A. Fujisawa, S.-I. Itoh and K. Itoh
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 8 号: 0 ページ: 2401022-2401022
  • DOI: 10.1585/pfr.8.2401022
  • NAID: 130004678505
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Study of Two-Fluid Effect during Magnetic Reconnection in the UTST Merging Experiment (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Yamasaki, S. Kamio, K. Takemura, Q.H. Qao, T.G. Watanabe, H. Itagaki, T. Yamada, M. Inomoto, Y. Ono
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 8 号: 0 ページ: 2401130-2401130
  • DOI: 10.1585/pfr.8.2401130
  • NAID: 130004678522
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasmoid-Induced Pull Reconnection Experiments in University of Tokyo Spherical Tokamak (2013)
  • 著者名/発表者名: T.G Watanabe, Y. Ono, T. Yamada, S. Kamio, Q.H. Cao, H. Itagaki, K. Takemura, K. Yamasaki, K. Ishiguchi, M. Inomoto
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 8 号: 0 ページ: 2401148-2401148
  • DOI: 10.1585/pfr.8.2401148
  • NAID: 130004678526
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [学会発表] 直線プラズマ装置PANTAにおけるストリーマーと媒介波の構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山田琢磨, 稲垣滋, 金史良, 荒川弘之, 永島芳彦, 小林達哉, 三輪祐大, 神崎智継, 糟谷直宏, 佐々木真, 小菅佑輔, 藤澤彰英, 伊藤公孝, 伊藤早苗
  • 学会等名: 日本物理学会 第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学 泉キャンパス
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] PANTAにおけるエンドプレートバイアス時の構造形成の変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田琢磨, 稲垣滋, 金史良, 荒川弘之, 永島芳彦, 甲野輝, 溝上高明, 中西康介, 糟谷直宏, 佐々木真, Maxime Lesur, 小菅佑輔, 藤澤彰英, 伊藤公孝, 伊藤早苗
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学 早稲田キャンパス
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-25
• [学会発表] Streamer and Nonlinear Coupling with Turbulence (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada, S. Inagaki, T. Kobayashi, Y. Nagashima, Y. Miwa, K. Nakanishi, M. Sasaki, N. Kasuya, M. Lesur, Y. Kosuga, A. Fujisawa, S.-I. Itoh and K. Itoh
  • 学会等名: 1th Asia Pacific Transport Working Group International Conference
  • 発表場所: 九州大学 筑紫キャンパス
  • 年月日: 2014-06-10 – 2014-06-13
  • 招待講演
• [学会発表] PANTAにおけるエンドプレートバイアス実験 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田琢磨, 稲垣滋, 小林達哉, 永島芳彦, 満薗友宏, 三輪祐大, 中西康介, 佐々木真, 糟谷直宏, Maxime Lesur, 小菅佑輔, 藤澤彰英, 伊藤早苗, 伊藤公孝
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス
• [学会発表] PANTAにおけるストリーマー構造の形成条件 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田琢磨, 稲垣滋, 小林達哉, 永島芳彦, 満薗友宏, 三輪祐大, 中西康介, 藤野博充, 佐々木真, 糟谷直宏, Maxime Lesur, 小菅佑輔, 藤澤彰英, 伊藤早苗, 伊藤公孝
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学 常三島キャンパス
• [学会発表] メゾスケール揺動の非線形機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田琢磨, 稲垣滋, 小林達哉, 永島芳彦, 佐々木真, 糟谷直宏, 藤澤彰英, 伊藤早苗, 伊藤公孝
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学 常三島キャンパス
• [学会発表] Formation of streamer in linear magnetized plasmas (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada, S. Inagaki, T. Kobayashi, Y. Nagashima, T. Mitsuzono, Y. Miwa, H. Fujino, M. Sasaki, N. Kasuya, M. Lesur, Y. Kosuga, A. Fujisawa, S.-I. Itoh and K. Itoh
  • 学会等名: 14th International Workshop on H-mode Physics and Transport Barriers
  • 発表場所: 九州大学 筑紫キャンパス
• [学会発表] 揺動の2次元断面構造の推定法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田琢磨, 稲垣滋, 小林達哉, 永島芳彦, 満薗友宏, 三輪祐大, 藤野博充, 佐々木真, 糟谷直宏, Maxime Lesur, 小菅佑輔, 藤澤彰英, 伊藤早苗, 伊藤公孝
  • 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