| 研究課題/領域番号 |
02452275
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
大井 正一 大阪大学, 工学部, 助教授 (50029154)
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| 研究分担者 |
加古 雅史 大阪大学, 工学部, 助手 (80093392)
岡田 成文 大阪大学, 工学部, 助教授 (40135661)
伊藤 慶文 大阪大学, 工学部, 助教授 (00127185)
後藤 誠一 大阪大学, 工学部, 教授 (90029140)
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| キーワード | 反転磁場配位 / FRC / 高ベ-タプラズマ / 追加熱 / 磁束供給 / パルスイオンビ-ム / 磁場絶縁型イオンダイオ-ド |
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| 研究概要 |
反転磁場配位(FRC)では回転不安定性とTilt不安定性の二つの巨視的不安定性が致命的と考えられてきたが、前者は多極磁場で抑制可能であり、後者はこれまで観測されていない。それゆえこのFRCではプラズマ輸送機構の問題が将来の展望のためにも最重要かつ早急に解決されるべきものである。一方FRCプラズマはholeーlessであるので、加熱、磁束供給は中性粒子入射等による外部からの手段によらなければならない。
本研究ではまずFRCプラズマの一次元MHD輸送シミュレ-シュンを行った。MHD輸送の物理的記述を厳格におこなうことによって正確な解を得ることが可能となった。この結果によればFRC閉じ込め特性はこれまで重要視されてきたs値(MHD的度合いを表す値)には物理的に無関係であり、基本的には古典的(〓r_s^2・Te^<ー3/2>)である。この古典値にr_s/l_s(r_s;プラズマ半径、l_s;プラズマ長)に大きく(2.7〜3.0乗)依存する一次元輸送からみた閉じ込めの異常性が重畳サれる。この異常性は実験装置によって異なり、1(古典的)から15の値になる
以上のFRC輸送の考察結果から、FRCプラズマ閉じ込め特性の向上にはl_sを大きくする実験条件を選び、飛躍的向上には従来からのθピンチによるプラズマ生成に加え外部からの追加熱によるTeの増大が最重要であると言える。
FRCプラズマの熱流失速度は10〜数10MWである。中性粒子をプラズマ軸に垂直に入射することにより損失値以上のエネルギ-を供給することによって追加熱をおこなうとともに磁束供給の可能性を調べるという従来からの方式を検討した。その結果軸方向からイオンビ-ムを入射する方式のほうが格段に効率が良いことが判明した。これにしたがい、1kA、50〜200kV(50〜200MW)、パルス幅1〜10μsの磁場絶縁型パルスイオンビ-ム発生装置の設計ならびに製作をおこなった。イオンダイオ-ドでの粒子軌道計算より磁場絶縁に対する必要条件を決定した。
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