閉じ込め改善モード遷移に対する新古典イオン粘性の役割の解明

• 研究課題/領域番号: 26820399
• 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: 高橋 裕己 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00462193)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2016年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 新古典ポロイダル粘性 / 径電場 / ポロイダル回転 / 電極バイアス / 閉じ込め改善 / トロイダルプラズマ / ポロイダル粘性 / プラズマ回転 / LHD / Heliotron J / TJ-II / Heiotron J

研究成果の概要

トロイダルプラズマの閉じ込め改善モード遷移に対する新古典イオン粘性の役割を解明するために、磁場リップル構造の異なるヘリカル型装置である、LHD, Heliotron J, TJ-IIにおいて電極バイアス実験を行なった。LHDでは従来よりも粘性の大きい磁場配位で実験を行い、実験と理論で遷移条件が整合することを示した。Heliotron Jでは衝突周波数が小さく、粘性の影響が現れやすい実験を実施するために、より耐熱性の良好な電極システムを導入して実験を行うことに成功した。TJ-IIでは既設のシステムを利用した初期的な電極バイアス実験を行なった後、従来よりも適切な実験環境の構築を行なった。

研究成果

• [国際共同研究] スペインエネルギー・環境・技術・研究センター (CIEMAT)(スペイン)
• [国際共同研究] スペインエネルギー・環境・技術・研究センター (CIEMAT)(スペイン)
• [国際共同研究] CIEMAT研究所(スペイン)
• [雑誌論文] Extension of operational regime in high-temperature plasmas and effect of ECRH on ion thermal transport in the LHD (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahashi H., Nagaoka K., Murakami S., Osakabe M., Nakano H., Ida K., Tsujimura T. I., Kubo S., Kobayashi T., Tanaka K., Seki R., Takeiri Y., Yokoyama M., Maeta S., Nakata M. et al
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 57 号: 8 ページ: 086029-086029
  • DOI: 10.1088/1741-4326/aa754b
  • NAID: 120007176952
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extension of Operational Regime in High-Temperature Plasmas and Effect of ECRH on Ion Thermal Transport in the LHD (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 永岡賢一, 村上定義, 長壁正樹, 中野治久, 居田克巳, 辻村亨, 久保伸, 小林達哉, 田中謙治, 關良輔, 竹入康彦, 横山雅之, 仲田資季, 吉沼幹朗, 山田一博, 安原亮, 井戸毅, 清水昭博, 土屋隼人, 以下19名
  • 雑誌名: Proceedings of the 26th IAEA Fusion Energy Conference 巻: -
  • NAID: 120007176952
• [雑誌論文] Effect of the RF wall conditioning on the high performance plasmas in the Large Helical Device (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 長壁正樹, 永岡賢一, 中野治久, 時谷政行, 藤井恵介, 村上定義, 竹入康彦, 関哲夫, 齋藤健二, 笠原寛史, 關良輔, 神尾修治, 増﨑貴, 武藤敬, LHD実験グループ
  • 雑誌名: J. Nucl. Mater 巻: 463 ページ: 1100-1103
  • DOI: 10.1016/j.jnucmat.2014.11.131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct measurement of refracted trajectory of transmitting electron cyclotron beam through plasma on the Large Helical Device (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 久保伸, 下妻隆, 伊神弘恵, 吉村泰夫, 伊藤哲, 小林策治, 水野嘉識, 岡田宏太, 神尾修治, 武藤敬, 長壁正樹, 長﨑百伸, Nikolai B. Marushchenko, Yuri Turkin, LHD実験グループ
  • 雑誌名: EPJ Web of Conferences 巻: 87 ページ: 02019-02019
  • DOI: 10.1051/epjconf/20158702019
• [雑誌論文] High Ion Temperature Plasmas using an ICRF Wall-Conditioning Technique in the Large Helical Device (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 他10名
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 9 号: 0 ページ: 1402050-1402050
  • DOI: 10.1585/pfr.9.1402050
  • NAID: 130005088367
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Extension of high Te regime with upgraded electron cyclotron resonance heating system in the Large Helical Device, Extension of high Te regime with upgraded electron cyclotron resonance heating system in the Large Helical Device (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, T. Shimozuma, S. Kubo, Y. Yoshimura, H. Igami, S. Ito, S. Kobayashi, Y. Mizuno, K. Okada, T. Muto, K. Nagaoka, S. Murakami, M. Osakabe, I. Yamada, H. Nakano, M. Yokoyama, T. Ido, A. Shimizu, R. Seki, K. Ida, M. Yoshinuma, T. Kariya, R. Minami, T. Imai
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 21 号: 6
  • DOI: 10.1063/1.4884365
  • 査読あり
• [学会発表] Ion heating through equipartition process and the first results of high-Ti experiments with deuterium in LHD (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己
  • 学会等名: Japan-US Workshop on Fusion Power Plants and Related Advanced Technologies
  • 発表場所: 核融合科学研究所 (岐阜県土岐市)
  • 年月日: 2017-03-27
  • 国際学会
• [学会発表] Confinement characteristics of ion ITB plasmas with deuterium in the LHD (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己、永岡賢一、向井清史 (他24名)
  • 学会等名: International Stellarator/Heliotron Workshop 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] LHDにおける高Te/Tiプラズマのイオンの熱閉じ込め特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 吉村泰夫, 關良輔, 横山雅之, 坂本隆一, 江尻晶, LHD実験グループ
  • 学会等名: プラズマコンファレンス2017
• [学会発表] LHDの高Teプラズマにおける熱緩和によるイオン加熱 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 永岡賢一, 關良輔, 東井和夫, 長壁正樹, 横山雅之, 吉村泰夫, 久保伸, 村上定義, 江尻晶
  • 学会等名: 第33回プラズマ・核融合学会 年会
  • 発表場所: 東北大学 (宮城県仙台市)
  • 年月日: 2016-11-29
• [学会発表] Extension of Operational Regime in High-Temperature Plasmas and Effect of ECRH on Ion Thermal Transport in the LHD (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 永岡賢一, 村上定義, 長壁正樹, 中野治久, 居田克巳, 辻村亨, 久保伸, 小林達哉, 田中謙治, 關良輔, 竹入康彦, 横山雅之, 仲田資季, 吉沼幹朗, 山田一博, 安原亮, 井戸毅, 清水昭博, 土屋隼人, 以下19名
  • 学会等名: 26th IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: 国立京都国際会館 (京都府京都市)
  • 年月日: 2016-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] LHDプラズマにおける高温度領域拡大の進展 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 永岡賢一, 長壁正樹, 村上定義, 辻村亨, 久保伸, 小林達哉, 田中謙治, 中野治久, 關良輔, 長﨑百伸, 居田克巳, 吉沼幹朗, 井戸毅, 清水昭博, 山田一博, 安原亮, 横山雅之, 土屋隼人, 榊原悟, 武村勇輝, 武藤敬, 竹入康彦, LHD実験グループ
  • 学会等名: 第32回プラズマ・核融合学会 年会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2015-11-24
• [学会発表] Ion heating by ECRH through the equipartition process in the LHD (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 永岡賢一, 關良輔, 長壁正樹, 横山雅之, 吉村泰夫, 坂本隆一, 久保伸, 村上定義, 江尻晶, LHD実験グループ
  • 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] Non-local interaction of ion thermal transport between core and edge triggered by ECRH on the LHD plasma (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 永岡賢一, 村上定義, 長壁正樹, 中野治久, 居田克巳, 吉沼幹朗, 田中謙治, 辻村亨, 久保伸, 小林達哉, 關良輔, 仲田資季, 横山雅之, 井戸毅, 清水昭博, 土屋隼人, LHD実験グループ
  • 学会等名: 20th International Stellarator-Heliotron Workshop
  • 発表場所: Greifswald, Germany
  • 年月日: 2015-10-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ECRH system upgrade for high temperature plasmas in the LHD (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 下妻隆, 久保伸, 吉村泰夫, 伊神弘恵, 辻村亨, 牧野良平, 神尾修治, 伊藤哲, 小林策治, 水野嘉識, 岡田宏太, 武藤敬, 假家強, 南龍太郎, 今井剛
  • 学会等名: Workshop on RF Heating Technology of Fusion Plasmas
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2015-08-31
  • 国際学会
• [学会発表] Recent Progress of Extension of High Temperature Regime using Upgraded ECRH System on the LHD Plasma (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 永岡賢一, 中野治久, 村上定義, 下妻隆, 久保伸, 吉村泰夫, 伊神弘恵, 伊藤哲, 小林策治, 水野嘉識, 岡田宏太, 武藤敬, LHD実験グループ
  • 学会等名: US-Japan Workshop on RF Heating Physics 2014
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] LHDにおけるRF壁コンディショニングによる高イオン温度プラズマの実現 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 長壁正樹, 永岡賢一, 中野治久, 時谷政行, 藤井恵介, 村上定義, 竹入康彦, 武藤敬
  • 学会等名: 第10回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [学会発表] Simultaneous formation of ion and electron internal transport barriers by temperature profile control in the LHD (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 永岡賢一, 中野治久, 村上定義, 居田克巳, 長壁正樹, 竹入康彦, 關良輔, 鈴木千尋, 吉沼幹朗, 井戸毅, 清水昭博, 武藤敬, LHD実験グループ
  • 学会等名: 4th Asia Pacific Transport Working Group International Conference
  • 発表場所: Kasuga, Japan
  • 年月日: 2014-06-10 – 2014-06-13
• [学会発表] Effect of the RF wall conditioning on the high performance plasmas in the Large Helical Device (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 長壁正樹, 永岡賢一, 中野治久, 時谷政行, 藤井恵介, 村上定義, 竹入康彦, 関哲夫, 齋藤健二, 笠原寛史, 關良輔, 神尾修治, 増﨑貴, 武藤敬, LHD実験グループ
  • 学会等名: 21st International Conference on Plasma Surface Interactions
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
  • 年月日: 2014-05-26 – 2014-05-30
• [学会発表] Direct measurement of refracted trajectory of transmitting electron cyclotron beam through plasma on the Large Helical Device (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕己, 久保伸, 下妻隆, 伊神弘恵, 吉村泰夫, 伊藤哲, 小林策治, 水野嘉識, 岡田宏太, 神尾修治, 武藤敬, 長壁正樹, 長﨑百伸, Nikolai B. Marushchenko, Yuri Turkin, LHD実験グループ
  • 学会等名: 18th Joint Workshop on Electron Cyclotron Emission
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2014-04-22 – 2014-04-25
• [備考] プラズマ加熱物理研究系 _ 核融合科学研究所
  • URL: http://www.nifs.ac.jp/rd/phprd/index.html
• [備考] ech.pdf
  • URL: http://www.nifs.ac.jp/rd/phprd/publications/ech.pdf