周辺プラズマの物理

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11210206
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 高村 秀一 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40023254)
• 研究分担者: 上杉 喜彦 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 助教授 (90213339) ; 田辺 哲朗 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 教授 (00029331) ; 大野 哲靖 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (60203890)
• キーワード: 核融合 / プラズマ / ダイバータ / プラズマ・壁相互作用 / 非接触プラズマ / イオンセンシティブプローブ / 動的エルゴディックダイバータ / バースト的揺動

研究概要

本研究の目的は、核融合炉開発にとって緊急かつ本質的な問題となってきた、ダイバータ領域における高熱流プラズマと材料境面との共存を、プラズマ粒子および熱の輸送過程を解明・制御することにより可能にすることである。特に、高熱流プラズマと中性ガスとの相互作用によりプラズマを冷却し、体積再結合によりプラズマを消失させるプラズマデタッチメント現象(非接触プラズマ)の理解、ならびに周辺プラズマ中に統計的磁場構造を発生させ、さらにその構造を動的制御することにより壁への熱及び粒子束を制御する方法(動的エルゴディックダイバータ;DED)の有効性を実証することを目的としている。
主な研究成果を以下に示す。
#非接触プラズマ中の揺動とプローブ計測の異常性との関連の解明
#イオンセンシティブプローブ(ISP)を用いたLHD周辺プラズマイオン温度計測
#DED印加による水素リサイクリング領域の制御
#回転摂動磁場のプラズマ中への浸透過程のプラズマ回転依存性の実験的検証
#アルフベン共鳴層近傍の電磁場解析と回転ヘリカル摂動磁場印加時の摂動磁場浸透過程との比較(アルフベン波伝搬解析とアルフベン共鳴層近傍の電磁場解析、回転ヘリカル摂動磁場印加時の摂動磁場浸透過程との比較と摂動磁場増幅効果へのアルフベン共鳴の寄与の検討)
#Wavelet信号解析をベースとした周辺プラズマ(LHD, HYBTOK-II, NAGIDS-II)中の密度揺動の統計的解析(LHD周辺プラズマ中の揺動特性の解析(Super SINET),トカマクにおける強磁場側のバースト的揺動計測と解析,直線型ダイバータ模擬実験装置におけるバースト的揺動の速度分布の解析)

研究成果

• [文献書誌] Y.Kikuchi, V.P.Budaev, M.Toyoda, Y.Uesugi, S.Takamura: "Control of Rotating Helical Magnetic Field Penetration into Tokamak Plasmas using Electrode Biasing in HYBTOK-II"Journal of Nuclear Materials. Vol.313-316. 1277 (2003)
• [文献書誌] V.P.Budaev, Y.Kikuchi, M.Toyoda, Y.Uesugi, S.Takamura: "Effect of Rotating Helical Magnetic Field on the Turbulence Fractal Structure and Transport in the Tokamak Edge Plasma"Journal of Nuclear Materials. Vol.313-316. 1309 (2003)
• [文献書誌] S.Takamura, Y.Kikuchi, Y.Uesugi, M.Kobayashi: "Dynamic Effects of Rotating Helical Magnetic Field on Tokamak HYBTOK-II"Nucl.Fusion. (掲載予定).
• [文献書誌] D.Nishijima, M.Y.Ye, N.Ohno, S.Takamura: "Incident ion energy dependence of bubble formation on tungsten surface with low energy and high flux helium plasma irradiation"Journal of Nuclear Materials. Vol.313-316. 97-101 (2003)
• [文献書誌] Y.Hagino, N.Ohno, S.Takamura, M.Y.Ye: "Experimental evaluation of space charge limited emission current from tungsten surface in high density helium plasma"Journal of Nuclear Materials. Vol.313-316. 670-674 (2003)