磁場配位とプラズマ制御

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11210203
• 研究機関: 文部科学省核融合科学研究所
• 研究代表者: 山崎 耕造 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (50115648)
• 研究分担者: 渡邊 清政 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (00249963) ; 成嶋 吉朗 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (40332184) ; 榊原 悟 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (90280594) ; 山田 弘司 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (20200735)
• キーワード: ヘリカル磁場配位 / プラズマ制御 / LHD / 定常反磁性測定 / 高パワーレーザー / 国際共同実験

研究概要

本研究計画は、国際的に多様な磁場配位における実験を通じて定常核融合ヘリカルプラズマの物理解明を進め、先進的研究を進展させ定常核融合炉の展望を開くことを目的としている。ヘリカル系のプラズマ閉じ込め実験はその磁場配位が多様性なため、プラズマ特性の幅広い解明には、磁場配位の同定とその制御は極めて重要な課題である。これまで、LHD国際共同実験計画(LIME)の一環としてヘリカルプラズマの磁場配位・MHD平衡・安定性とそれらの制御の検討が国際的なネットワークの下でなされてきており、特に本研究計画では、(1)定常磁束測定、(2)レーザー束によるプラズマ分布制御、(3)プラズマ平衡とMHDモードの制御、の3つの課題を採り上げて推進してきている。
(1)定常電磁計測開発
従来型の磁場計測器によるLHDプラズマの実験・解析を進めると同時に、新しい定常磁場計測の試作開発に取り組んできている。特に、超伝導コイルを用いた定常反磁性測定の解析の検討を深め、ロシア・一般物理研究所からの研究者との研究協力を推進してきた。本年度は高温超伝導線での時定数測定を含めた開発実験を行い、実機への展望を明確化した。
(2)レーザー流束による制御研究
原理的な検討は一昨年度で終了しており、その有効性を明確化した。
(3)プラズマ制御開発
定常核融合炉で必須の3次元磁場配位のプラズマ安定性解析に関する共同研究をスイスの研究者と進めた。スイスのコードTERPSICHOREの改良版を核融合科学研究所に導入し、新しいヘリカル磁場配位でのプラズマ電流の効果等を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] K.Yamazaki, M.Kikuchi: "High Performance Operational Limits of Tokamak and Helical Systems"J.Plasma Fusion Res.SERIES. Vol.5. 28-35 (2003)
• [文献書誌] K.Yamazaki, T.Minami, K.Narihara, K.Tanaka, et al.: "Transport Barrier Analysis of LHD Plasmas in Comparison with Neoclassical Models"J.Plasma Fusion Res.SERIES. Vol.5. 611-615 (2003)
• [文献書誌] K.Yamazaki, J.Miyazawa, S.Sakakibara, H.Yamada, et al.: "GLOBAL AND LOCAL CONFINEMENT SCALING LAWS OF NBI-HEATED GAS-PUFFING PLASMAS ON LHD"30th EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics. (2003)
• [文献書誌] Ya.I.Kolesnichenko, S.Yamamoto, K.Yamazaki, V.V.Lutsenko, et al.: "Interpray of Energetic Ions ans Alfven Modes in Helical Plasmas"Physics of Plasmas. (2003)
• [文献書誌] W.A.Cooper, S Ferrando i Margalet, J.Kisslinger et al.: "MHD Stability of Free Boundary Quasiaxisymmetric Stellarator Reacot Equilibria with Finite Bootstrap Current"14th International Stellarator Workshop. (2003)