| 研究課題/領域番号 |
03452285
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
上杉 喜彦 名古屋大学, 工学部, 助教授 (90213339)
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| 研究分担者 |
大野 哲靖 名古屋大学, 工学部, 助手 (60203890)
桜井 桂一 名古屋大学, 情報処理教育センター, 助教授 (30115571)
高村 秀一 名古屋大学, 工学部, 教授 (40023254)
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| キーワード | 電場制御 / 中性粒子入射 / トカマク装置 / プラズマ閉じ込め / 高速イオン / リミタバイアス / 交流バイアス / 不純物排出 |
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| 研究概要 |
(1)本研究で開発した高速イオンの軌道計算コードならびに径方向電場分布計算コードを改良し、高速中性粒子入射による電場制御を中・大型トカマク装置に適用した場合に期待される電場分布の制御性を明かにした。得られた結果は、
[1]高速中性粒子入射(NBI)により生成される2種類径方向のイオン束(軌道損失と荷電交換損失、トロイダル方向の運動量の輸送に伴う径方向の損失の2種類)を数値計算で求め、NBIをプラズマ周辺部に局在化して入射し、NBIの加速エネルギー等の最適化を図ることにより、プラズマ周辺部に大きな径方向外向きのイオン束が形成されることを示した。
[2]NBIによる径方向外向きあるいは内向きの損失イオン束は、各磁気面上における両極性条件を満足するように変化する。トカマク装置で得られているHモードプラズマに見られるような周辺部の電場を変化させるようにNBI入射方法を最適化した場合、中型トカマク装置では、100kW程度のNBI入力で50V/cm程度の径方向電場の変化を誘起できる可能性がある。
[3]今後の問題点として、電場計算に用いている電子・イオンの拡散係数にはリップル損失を取り入れた新古典拡散係数を用いており、より現実的な異常拡散モデルを用いた電場分布計算を行う必要がある。また、本研究において示されたNBIによる電場制御特性を実際のトカマク装置で検証し、電場制御による閉じ込め特性改善の可能性を明らかにする必要がある。
(2)小型トカマク装置における交流リミタバイアス実験により、100kHzまでの周波数領域でリミタ前面からのSOL領域にわたり〜30V/cmの振動径電場を形成できることを示した。この振動径電場により誘起されるイオンの分極ドリフトと粒子衝突過程を利用して不純物の磁場を横切る拡散を助長することによる不純物排出の可能性を検討した。
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