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2014 年度 実績報告書

プラズモイド放出を応用した動的ダイバータの研究

研究課題

研究課題/領域番号 12J07462
研究機関東京大学

研究代表者

井上 静雄  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードダイバータ / 磁気リコネクション / プラズモイド
研究実績の概要

トカマク方式は,磁場を用いて超高温のプラズマを装置壁に触れないよう閉じ込める.しかしながら、完全に閉じ込める事は不可能であり、僅かに漏れる高温のプラズマが存在する.従来は壁近傍での放射冷却による熱負荷の対策を行うが,核融合発電炉を目指す上で,材料の耐久性を上回る熱負荷が問題となる.本研究で提案する動的ダイバータは壁に触れずにこの熱流を処理する世界初のアイデアであり,東京大学TS-4実験装置を用いた実験的提案,そして核融合科学研究所との共同研究による数値シミュレーションを用いた物理解明の双方を通じて,新ダイバータの基本動作の確立,及び背景物理機構の解明を行った.
実験においては,TS-4装置において,新たにダイバータコイルの設置とダイバータ領域に100[ch]の磁場計測用プローブを開発し,動的ダイバータの基本動作である,コアプラズマからのプラズモイド放出を実現した.また,プラズモイド形成中にコアプラズマからの熱流がプラズモイドへと輸送されていることを,粒子軌道計算を用い明らかにした.
数値計算においては,コアプラズマからのプラズモイド放出の素過程である,磁気リコネクションのエネルギー変換過程を解明した.プラズモイド放出が生ずる領域は繋ぎ変わる磁場に対して垂直のガイド磁場が存在する領域であり,ガイド磁場下のエネルギー変換機構や粒子加速機構を明らかにした.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Numerical study of energy transfer mechanism of magnetic reconnection/ torus plasma merging under high toroidal magnetic field2014

    • 著者名/発表者名
      S. Inoue, Y. Ono, R. Horiuchi, B. Gao, Y. Kaminou, C. Z. Cheng, H. Ohtani, S. Usami
    • 雑誌名

      Fusion Energy 2014

      巻: ICC/P4-48 ページ: ー

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Plasmoid Ejection Mechanism in Dynamic Divertor Experiment and Simulation2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Ono, S. Inoue, Y. Hayashi, R. Horiuchi
    • 雑誌名

      Fusion Energy 2014

      巻: ICC/PD1 ページ: ー

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 弱磁化領域の磁場反転配位の合体生成過程における非 MHD 効果2014

    • 著者名/発表者名
      神納康宏,井上静雄,井通暁,小野靖
    • 雑誌名

      電気学会論文誌 A

      巻: 134 ページ: 487-492

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Kinetic picture of the energy conversion mechanism of collisionless driven reconnection in the presence of a high guide field2014

    • 著者名/発表者名
      S. Inoue, Y. Ono, Y. Kaminou, R. Horiuchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 41th EPS Conference

      巻: P5. 051 ページ: ー

    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Experimental and numerical studies of dynamic divertor with plasmoid2014

    • 著者名/発表者名
      S. Inoue, Y. Ono, Y. Kaminou, R. Horiuchi
    • 学会等名
      56th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2014-10-27 – 2014-10-31
  • [学会発表] Numerical study of energy transfer mechanism of magnetic reconnection/ torus plasma merging under high toroidal magnetic field2014

    • 著者名/発表者名
      S. Inoue, Y. Ono, R. Horiuchi, B. Gao, Y. Kaminou, C. Z. Cheng, H. Ohtani, S. Usami
    • 学会等名
      25th IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      Saint Petersburg, Russia
    • 年月日
      2014-10-13 – 2014-10-18
  • [学会発表] Plasmoid Ejection Mechanism in Dynamic Divertor Experiment and Simulation2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Ono, S. Inoue, Y. Hayashi, R. Horiuchi
    • 学会等名
      25th IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      Saint Petersburg, Russia
    • 年月日
      2014-10-13 – 2014-10-18
  • [学会発表] 高トロイダル磁場下のプラズマ合体/磁気リコネクションにおけるエネルギー変換過程の解明2014

    • 著者名/発表者名
      井上静雄,小野靖,C. Z. Cheng,高博シン,神納康宏,堀内利得,宇佐見俊介,大谷寛明
    • 学会等名
      第10回核融合エネギー連合講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2014-06-19 – 2014-06-20
  • [学会発表] Kinetic picture of the energy conversionr mechanism of collisionless driven reconnection in the presence of a high guide field2014

    • 著者名/発表者名
      S. Inoue, Y. Ono, R. Horiuchi, C. Z. Cheng, Y. Kaminou, X. Guo, H. Ohtani, S. Usami
    • 学会等名
      US-Japan Workshop on Magnetic Reconnection
    • 発表場所
      東京大学山上会館(東京都文京区)
    • 年月日
      2014-05-10 – 2014-05-14
  • [学会発表] 2-1/2 Dimensional Driven Collisionless Reconnection2014

    • 著者名/発表者名
      C. Z. Cheng, S. Inoue, Y. Ono, R. Horiuchi
    • 学会等名
      US-Japan Workshop on Magnetic Reconnection
    • 発表場所
      東京大学山上会館(東京都文京区)
    • 年月日
      2014-05-10 – 2014-05-14

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公開日: 2016-06-01  

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