トーラス型核融合システムの総合的研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03045051
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 藤田 順治 核融合科学研究所, 教授 (50023700)
• 研究分担者: W A Peebles カリフォルニア大学ロサンジェルス校, 電気工学科, 教授 ; L Schmitz カリフォルニア大学ロサンジェルス校, プラズマ・核融合研究所, 教授 ; N C Luhmann カリフォルニア大学ロサンジェルス校, 電気工学科, 教授 ; R J Taylor カリフォルニア大学ロサンジェルス校, プラズマ・核融合研究所, 教授 ; Y Hirooka カリフォルニア大学ロサンジェルス校, プラズマ・核融合研究所, 教授 ; V R Decyk カリフォルニア大学ロサンジェルス校, 物理学科, 研究員 ; R D Sydra カリフォルニア大学ロサンジェルス校, 物理学科, 研究員 ; J M Dawson カリフォルニア大学ロサンジェルス校, 物理学科, 教授 ; R W Conn カリフォルニア大学ロサンジェルス校, プラズマ・核融合研究所, 教授 ; 相良 明男 核融合科学研究所, 助教授 (20187058) ; 大藪 修義 核融合科学研究所, 教授 (60203949) ; 井口 春和 核融合科学研究所, 助教授 (40115522) ; 森下 一男 核融合科学研究所, 助教授 (60109353) ; 東井 和夫 核融合科学研究所, 教授 (20093057) ; 野村 保夫 核融合科学研究所, 助手 (80156231) ; 羽鳥 尹承 核融合科学研究所, 教授 (80023729) ; 上村 鉄雄 核融合科学研究所, 教授 (20023731)
• キーワード: 核融合 / プラズマ / プラズマ壁相互作用 / ボロナイゼイション / マイクロ波反射計 / 電子密度測定 / ジャイロカイネティック粒子モデル / 粒子シミュレーション

研究概要

プラズマ-壁相互作用に関する研究のうち緊急の課題であるプラズマ発生装置容器内壁のコンディショニングについて、UCLAで開発されたボロナイゼイション法を、平成5年度に当研究所のCHSJIPPT-IIUプラズマ発生装置へ適用するため、UCLAの広岡氏を招へいし、具体的研究計画を立案した。次に、ヘリカル系磁場プラズマ閉じ込め装置のためのマイクロ波反射計の共同開発のため、森下一男を派遣し、UCLAがDIII-Dに適用したシステムと測定結果について検討作業を行った。その結果、このシステムは、電子密度分布と揺動の測定装置として、プラズマ閉じ込め機構解明の有力な研究手段であることが確認されたが、電子密度測定に及ぼす密度揺動の影響など、いくつかの問題点が浮き彫りにされた。そこで、平成5年度に日本側から研究者を派遣し、協力してこれらの問題解決を図ることが合意された。次に、ジャイロカイネティック粒子モデルを基礎とする、3次元計算機コードによるMHD及び輸送のシミュレーション研究のため、W.J.ターナン氏を招へいし、直線トカマクモデルにトロイダル効果を加えたコードを完成した。さらに、トロイダル効果を含むモデルに高エネルギーイオン成分を加え、内部キンクモードの時間発展で、初期の磁気軸近傍のプラズマと、磁気再結合による磁気島の共存状態が持続し得る結果を得た。前年度の研究成果は、平成4年10月に開催された電気情報関連学会中国支部連合会で、協力者により口頭発表された。最後に、ヘリカルシステムによる核融合炉設計に関連して、トカマク、FRC等においてなされている炉設計の現状を調査し、ヘリカル炉設計に役立たせるため、百田弘をUCLAへ派遣し、R.コン氏を中心進められている炉設計との比較検討を行った。

研究成果

• [文献書誌] S.Mar,R.Sydora,J.M.Dawson: "Gyrokinetic simulation of neoclassical transport" Bulletin of the American Physical Society. 37. 1546 (1992)
• [文献書誌] R.Sydora,J.M.Dawson,S.Mar,S.K.Decyk,F.Tsung,R.Bollens: "Implementing 3D Gyrokimetic Simulation Models of Toroidal Plasmas" Bulletin of the American Physical Society. 37. 1555 (1992)