ヘリカル系プラズマの改善閉込めの研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11680501
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 伊藤 公孝 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (50176327)
• 研究分担者: 藤沢 彰英 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (60222262) ; 居田 克己 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (00184599) ; 佐貫 平二 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (80109355) ; 伊藤 早苗 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (70127611) ; 登田 慎一郎 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 研究員
• キーワード: ヘリカル系プラズマ / 電場界面 / 径電場 / 分岐 / 輸送障壁 / 自律振動

研究概要

今年度は、ヘリカル系プラズマの電場構造を詳細に研究し、径電場の極性が正の領域と負の領域が接する界面が存在することを示し、界面発生の条件を検討した。平行し輸送コードに電場分岐を取り入れ、輸送障壁の形成と自律的振動の発生を示した。
まず、プラズマ温度や密度を与えて電場を解析する手法を用いた。プラズマの密度温度にはLHDプラズマでの実験値を用い、実験で観測されるであろう電場を推定した。その結果、高温低密度の実験領域で電場界面が発生するだろうとの結果を得た。この予測は、実際のLHDでの観測で確認された。
より一般的な理論構成としては、プラズマ温度や密度を仮定するのでは無く、粒子や熱の流れを与え電場構造とプラズマの分布構造を同時に解析する必要がある。そうした解析を実行し、理論的展望を求めた。分岐の発生する条件や、分岐に伴う輸送係数の変化を解析的に求める事ができた。ヘリカル系のプラズマでは、粒子衝突に伴うプラズマの輸送(新古典拡散)が電子とイオンで異なり、その結果径電場を生み出す事が知られている。電場を作る機構は新古典拡散であっても、分岐の存在は粒子の異常輸送が本質的である。電場分岐を含む輸送コードを用いて解析を進め、輸送障壁の形成と自律的振動の発生する条件を解析した。

研究成果

• [文献書誌] S.- I. ITOH, K. ITOH: "Statistical Theory of Subcritically-Excited Strong Turbulence in Inhomogeneous Plasmas I"J Phys. Soc. Jpn.. 68・6. 1891-1906 (1999)
• [文献書誌] S.- I. ITOH, K. ITOH: "Statistical Theory of Subcritically-Excited Strong Turbulence in Inhomogeneous Plasmas II"J Phys. Soc. Jpn.. 68. (1999)
• [文献書誌] S.- I. ITOH, K. ITOH: "Statistical Theory of Subcritically-Excited Strong Turbulence in Inhomogeneous Plasmas III"J Phys. Soc. Jpn.. 69・2. 408-426 (2000)
• [文献書誌] S.- I. ITOH, K. ITOH: "Statistical Theory of Subcritically-Excited Strong Turbulance in Inhomogeneous Plasmas IV"J Phys. Soc. Jpn.. 69・2. 427-440 (2000)
• [文献書誌] S. Toda, S.- I. ITOH, M. YAGI, K. ITOH, A. Fukuyama: "Probabilistic Nature in L/H Transition"J Phys. Soc. Jpn.. 68・11. 3520-3527 (1999)
• [文献書誌] H. Sanuki, K. ITOH, M. Yokoyama, A. Fujikawa, K. Ida, S.Toda, et al.: "Possibility or Electric Field Bifurcation and Internal Transport Barrier Formation in LHD Plasma"J Phys. Soc. Jpn.. 69・2. 445-450 (2000)