スフェリカル・トーラスへのコンパクト・トロイド入射とその進行過程の解明

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10680476
• 研究機関: 姫路工業大学
• 研究代表者: 永田 正義 姫路工業大学, 工学部, 助教授 (00192237)
• 研究分担者: 福本 直之 姫路工業大学, 工学部, 助手 (90275305) ; 宇山 忠男 姫路工業大学, 工学部, 教授 (00093378)
• キーワード: スフェリカルトーラス / ヘリシティ入射 / コンパクト・トーラス / 自己組織化 / MHD緩和

研究概要

本研究の目的は、コンパク卜・トーラス(CT)型磁化プラズモイドとスフェリカルトーラス(ST)プラズマとの相互作用の解明とSTにおける自己組織化物理の探求である。本研究では、CT入射とSTのMHD緩和の性質を有機的に利用することにより、外部から駆動される系における内部導体系トーラスプラズマの最小エネルギー状態とMHD緩和機構について総合的理解を深めることができる。
平成10年の初年度の研究実績は以下の通りである。
1. HIST装置で生成されるスフェリカルトーラス(ST)プラズマについて、各種計測によって詳しく調べ、その特性を明らかにした。計測内容は、1)マッハプローブによるプラズマ流速計測、2)マルチチャンネル可視分光器を用いたドップラーイオン温度およびプラズマ流速計測、3)多チャンネル磁気プローブを用いた内部磁界構造の時間発展の計測、である。これらの流速と磁界構造の計測により、ヘリシティ入射過程におけるプラズマ電流駆動メカニズムの理解が進展した。実験結果から、磁化同軸プラズマガン出口付近において、磁気リコネクションが間欠的に発生することによって、プラズモイドが加速され、閉じこめプラズマと合体を繰り返すことによって、電流が駆動されるモデルを立案した。
2. 実験装置の改良の一つとして、バイアス磁界コイルの電源を新たに製作した。そのため、備品として電解コンデンサーの購入を行った。これまで、バイアス磁界の時間周期の制限により、プラズマの放電時間が4ms程度であったが、この改良により、約7msまで延長することができた。
3. 現在、HIST装置で生成されるSTプラズマへのCT入射を行うため、入射装漬の設計、各計測(ストリークカメラ計測、トモグラフイ計測)の準備を行っており、来年度にCT入射実験を開始する予定である。

研究成果

• [文献書誌] M.Nagata,T.Uyama,N.Fukumoto et al.: "Experimental Study of Helicity-Driven MHD Activity and Current Profiles in the HIST Spherical Torus" 1998 International Congress on Plasma Physics. 22C. 870-873 (1998)
• [文献書誌] P.Gu,M.Nagata,T.Uyama,N.Fukumoto et al.: "Plasma Flow Velocity Measurements in the HIST Spherical Torus" Bulletin of the American Physical Society. 43・8. 1870-1870 (1998)
• [文献書誌] M.Nagata,T.Uyama,N.Fukumoto et al.: "Recent Results from the HIST Spherical Torus Experiment" Bulletin of the American Physical Society. 43・8. 1869-1870 (1998)
• [文献書誌] K.J.McCollam,M.Nagata et al.: "Current Drive in the HIT-ll Experiment" Bulletin of the American Physical Society. 43・8. 1869-1869 (1998)
• [文献書誌] R.J.Smith,M.Nagata et al.: "Diagnostics for the HIT-ll Experiment" Bulletin of the American Physical Society. 43・8. 1869-1869 (1998)
• [文献書誌] T.Kanki,M.Nagata,T.Uyama,et al.: "Partially Relaxed Magnethohydrodynamic Equilibria with Bias-Flux Leakage Obtained in a Helicity-Driven Spheromak" Journal of the Physical Society of Japan. 67・1. 140-146 (1998)