| 研究課題/領域番号 |
13308024
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
西川 雅弘 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50029287)
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| 研究分担者 |
上田 良夫 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30193816)
大塚 裕介 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70294048)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2004
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| キーワード | ペブルダイバータ / 吸蔵排気特性 / ヘリウム排気 / ペブルカーテン / プラズマシールド / ECR放電 / プレシース構造 / 多層被覆粒子 |
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| 研究概要 |
ペブルダイバータの排気機能に注目し、最適な脱ガス再生法を開発するために多層被履粒子のヘリウム及び水素の吸蔵排気特性、ペブル落下によるペブルカーテンの形成実験とプラズマシールド効果の評価、プラズマ生成装置を設計制作してプラズマ流中でのペブルターゲットによるシールドメカニズムの研究を行った。
ヘリウム吸蔵実験より、照射温度と照射後の脱ガス温度を同じにした場合の試料からの過渡ヘリウム放出量は照射温度が上昇するに従い少なくなることが分かった。そして、700K以上ではヘリウムは高粒子束ビーム照射による過渡的な効果を考慮してもほとんど吸蔵しないことが分かった。実験結果よりヘリウム排気量を見積もり、定常トカマク炉として考えられているARIES-ATのヘリウム発生量と比較したところ、照射温度673Kという吸蔵限界(〜700K)よりわずかに低い温度においても十分に排気が可能であることがわかった。
落下装置の開発に関してはプラズマを90%以上遮蔽するために必要なペブル排出口の大きさは3cmであることがわかった。この大きさは実際の核融合炉に適用することを想定した場合十分小さい。
プラズマ流中のペブルターゲットによるシールドメカニズム研究のため、ECRプラズマ源を利用したモデル実験を行った。ECR放電で生成した水素プラズマを磁力線に沿って拡散させて定常磁場(100〜500G)中に導き、このプラズマ中にペブル模擬体として、半径2cmと5cmの円板を置いてプラズマに与える影響を調べた。プラズマの密度、温度、電位はラングミュアプローブを用いて2次元的(径方向、磁力線方向)に調べた。その結果、円板の全面と背面に円板によって作られたプレシース構造が確認された。シミュレーションモデルとの対応については、放電ガス圧が10mTorrではおおむね良い一致を見た。
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