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2010 年度 実績報告書

トーラスプラズマにおける共鳴摂動磁場印加時の主プラズマ電子及び高速電子の輸送研究

研究課題

研究課題/領域番号 09J05858
研究機関京都大学

研究代表者

渡辺 文武  京都大学, エネルギー科学研究科, 特別研究員(SPD)

キーワード球状トカマク装置(LATE) / 大型ヘリカル装置 / 外部摂動磁場 / 周辺プラズマ制御 / 高速電子 / 輸送特性 / 電子サイクロトロン共鳴加熱 / 主プラズマ電子
研究概要

本研究は、電子サイクロトロン共鳴加熱(ECH)を用いて生成した高速電子によるプラズマ電流立ち上げと磁気面形成を実現する球状トカマク装置(LATE)及び、外部共鳴摂動磁場を高温高密度プラズマへの印加を可能とする大型ヘリカル装置(LHD)の双方の特徴を利用し、上記の輸送特性の基礎過程を調べることを目的とする。本年度は、LATEのプラズマ電流立ち上げ実験を進展させると伴に、以下の結果が得られた。LATEのトロイダル磁場強度B_t=485Gauss、垂直磁場強度B_v=80Gauss(真空容器中心での値)の磁場条件下において、微弱な径方向摂動磁場(δb_r/B_t=3.6x10^<-4>)の印加によって、1割程度のプラズマ電流の改善が初めて観測された。同時に、プラズマ電子温度(可視分光計測による推測)及び電子密度の上昇が観測された。特に、プラズマ中心付近を観測する線平均電子密度は、2倍程度増大し、その値は主プラズマの視線長を50cmとして2.45GHzマイクロ波の遮断密度(7.4x10^<10>cm^<-3>)の約3倍にも達する。このとき、17個のフラックスループを用いた磁気解析では、最外殻磁気面がわずかに拡大していることが確かめられた。更に、磁気解析から見積もられた平衡圧力分布によると、プラズマ電流の大部分を担う高速電子の通過粒子の割合が増大しており、高速電子のピッチ角が微弱なδb_rによって制御されたことが示唆される。この結果は、ECHによるトカマクプラズマ形成における新しい制御手法の可能性として期待できる。また、主プラズマの輸送特性を明らかにする旨ために、揺動計測システムの増強を行った。初年度にLATE上部ポートに取り付けたAXUV検出器アレイを、新たに水平ポートに2台増設する計画を進め、磁気プローブ(径方向成分、垂直方向成分)の新規取り付けの準備も開始した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Soft X-ray Diagnostics on LHD2010

    • 著者名/発表者名
      S.Ohdachi, F.Watanabe, et al.
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology

      巻: 58 ページ: 418-425

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of Initial Closed Flux Surface by ECH at Conventional Aspect Ratio of R/a~3 ; Experiments on the LATE Device and JT-60U Tokamak2010

    • 著者名/発表者名
      M.Uchida, T.Maekawa, H.Tanaka, S.Ide, Y.Takase, F.Watanabe, S.Nishi
    • 雑誌名

      Proc.23th IAEA Fusion Energy Conference

      ページ: EXW/P2-12

  • [学会発表] Resonant magnetic perturbation field effects on the edge MHD instabilities in LHD plasmas2011

    • 著者名/発表者名
      渡辺文武, 東井和夫, 大舘暁, 榊原悟, 鈴木康浩, 等
    • 学会等名
      高ベータプラズマにおけるMHD平衡、安定性及び輸送特性に関する研究会
    • 発表場所
      岐阜県土岐市
    • 年月日
      20110125-20110126
  • [学会発表] マイクロ波球状トカマク装置LATEにおける外部摂動磁場印加の影響2010

    • 著者名/発表者名
      渡辺文武, 打田正樹, 野口悠人, 逢見翔太, 黒田賢剛, 山本ゆりえ, 田中仁, 前川孝
    • 学会等名
      第27回プラズマ・核融合学会年会
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 年月日
      20101130-20101203
  • [学会発表] 電子バーンスタイン波による遮断密度を超越した電子密度領域での球状トカマク形成2010

    • 著者名/発表者名
      打田正樹, 渡辺文武, 野口悠人, 逢見翔太, 黒田賢剛, 山本ゆりえ, 田中仁, 前川孝
    • 学会等名
      第27回プラズマ・核融合学会年会
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 年月日
      20101130-20101203
  • [学会発表] マイクロ波球状トカマク装置LATEにおける外部摂動磁場印加実験2010

    • 著者名/発表者名
      渡辺文武, 打田正樹, 田中仁, 前川孝
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府堺市
    • 年月日
      20100923-20100926

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公開日: 2012-07-19  

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