プラズマ電位の二次元計測による構造形成と乱流輸送に関する研究

• 研究課題/領域番号: 25820441
• 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: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 清水 昭博 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (00390633)
• 連携研究者: 井戸 毅 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (50332185) ; 藤澤 彰英 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (60222262)
• 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: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 電場構造 / 重イオンビームプローブ / 二次元計測 / ヘリカル / 乱流 / 帯状流 / 二次元 / 電位分布 / 電位揺動 / 大型ヘリカル装置 / 層状流 / 電位計測 / ヘリカル磁場配位

研究成果の概要

大型ヘリカル装置(LHD)において、重イオンビームプローブ(HIBP)を用いて二次元電位計測を行うための改良をまず行った。二次元計測の実施にはプローブビームのエネルギーを変更しビーム軌道を調整する必要がある。これを自動的に実施するPCベースのシステムを開発した。このシステムを適用することによって、電位の二次元平衡電位分布の計測に成功した。電位揺動に関しては、MHD由来の200 kHzの揺動について、磁気プローブの信号との相関解析によりS/N比を向上することによって電位揺動振幅及び位相の二次元分布計測に成功した。乱流由来の揺動に関してはS/N比は不十分であり、更なる向上が望まれる。

研究成果

• [雑誌論文] The development of 2D potential profile measurement with heavy ion beam probe on the Large Helical Device (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu, T. Ido, M. Nishiura, H. Takahashi, H. Igami, Y. Yoshimura, S. Kubo, T. Shimozuma et al.
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of the energetic-particle driven GAM in the LHD (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Ido, M. Osakabe, A. Shimizu, T. Watari, M. Nishiura, K. Toi, K. Ogawa et al.
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 55 号: 8 ページ: 083024-083024
  • DOI: 10.1088/0029-5515/55/8/083024
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2D potential measurements by applying automatic beam adjustment system to heavy ion beam probe diagnostic on the Large Helical Device (2014)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, A., Ido, T., Kurachi, M., Makino, R., Nishiura, M., Kato, S., Nishizawa, A., Hamada, Y.
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 85 号: 11
  • DOI: 10.1063/1.4891975
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Bifurcation-Like Behavior of Electrostatic Potential in LHD (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiro SHIMIZU, Takeshi IDO, Masaki NISHIURA, Ryohei MAKINO,Masayuki YOKOYAMA, Hiromi TAKAHASHI, Hiroe IGAMI, Yasuo YOSHIMURA, Shin KUBO, Takashi SHIMOZUMA, Naoki TAMURA and LHD Experiment Group
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 8 号: 0 ページ: 2402122-2402122
  • DOI: 10.1585/pfr.8.2402122
  • NAID: 130004687673
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [学会発表] LHDにおけるHIBPを用いた2次元電位分布計測の進展 (2015)
  • 著者名/発表者名: 清水昭博,井戸毅,西浦正樹,高橋裕己,伊神弘恵,吉村泰夫,久保伸 etc
  • 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
  • 年月日: 2015-11-24
• [学会発表] The development of 2D potential profile measurement with Heavy Ion Beam Probe on the Large Helical Device (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu, T. Ido, M. Nishiura, H. Takahashi, H. Igami, Y. Yoshimura, S. Kubo, T. Shimozuma, S. Kato, M. Yokoyama et al.
  • 学会等名: 25th International Toki Conference
  • 発表場所: Toki, Japan
  • 年月日: 2015-11-03
  • 国際学会
• [学会発表] Recent development of 2D potential measurement with Heavy Ion Beam Probe on the Large Helical Device (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu, T. Ido, M. Nishiura, M. Yokoyama, H. Takahashi, H. Igami, Y. Yoshimura, S. Kobo, T. Shimozuma, S. Kato et al.
  • 学会等名: The 20th International Stellarator-Heliotron Workshop
  • 発表場所: Greifswald, Germany
  • 年月日: 2015-10-05
  • 国際学会
• [学会発表] Two dimensional potential structure measurement with HIBP on the LHD (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu, T. Ido, M. Kurachi, R. Makino, M. Nishiura, S. Kato, M. Yokoyama
  • 学会等名: Plasma Conference 2014
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] Two-dimensional potential measurements with Heavy Ion Beam Probe Diagnostic on the Large Helical Device (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu, T. Ido, M. Kurachi, R. Makino, M. Nishiura, S. Kato, M. Yokoyama
  • 学会等名: 24th International TOKI Conference
  • 発表場所: Toki
  • 年月日: 2014-11-04 – 2014-11-07
• [学会発表] Two-dimensional potential measurements with Heavy Ion Beam Probe Diagnostic on the Large Helical Device (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu, T. Ido, M. Kurachi, R. Makino, M. Nishiura, S. Kato, A. Nishizawa, Y. Hamada
  • 学会等名: 20th Topical Conference on High-Temperature Plasma Diagnostics
  • 発表場所: Atlanta, GA, USA
  • 年月日: 2014-06-01 – 2014-06-05
• [学会発表] The temporal behavior of electrostatic potential and bifurcation property in LHD (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu, T. Ido, M. Nishiura, R. Makino, M. Kurachi, T. Tokuzawa, M. Yokoyama et al.
  • 学会等名: The 12th Asia Pacific Physics Conference
  • 発表場所: Chiba, Japan
• [学会発表] The temporal behavior of electrostatic potential and bifurcation property in LHD (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu, T. Ido, M. Nishiura, R. Makino, M. Kurachi, T. Tokuzawa, M. Yokoyama et al.
  • 学会等名: Joint 19th ISHW and 16th IEA-RFP workshop
  • 発表場所: Padova, Italy
• [学会発表] Temporal behavior of electrostatic potential measured with HIBP in the LHD (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu, T. Ido, M. Nishiura, R. Makino, M. Kurachi, T. Tokuzawa, M. Yokoyama, H. Takahashi, H. Igami, Y. Yoshimura et al.
  • 学会等名: 9th Asia Plasma and Fusion Association Conference
  • 発表場所: Gyeongju, Korea
• [学会発表] Temporal behavior of electrostatic potential in the LHD (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu, T. Ido, M. Nishiura, R. Makino, M. Kurachi, T. Tokuzawa et al.
  • 学会等名: 23rd International Toki Conference
  • 発表場所: Toki, Japan