| 研究課題/領域番号 |
14380212
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
後藤 誠一 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90029140)
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| 研究分担者 |
大久保 衛 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50243168)
杉本 敏司 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70187665)
岡田 成文 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40135661)
吉村 智 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40294029)
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| キーワード | FRCプラズマ / 電流駆動 / IGBTインバーター回路 / 高周波大電力共振器 / 回転磁場 |
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| 研究概要 |
研究目的は、回転磁界を用いて金属容器内にて超高ベータプラズマの一つであるFRCプラズマを生成することにある。回転磁界の回転周波数をイオンサイクロトロン周波数と電子サイクロトロン周波数の間に設定することにより、回転磁界に対して電子のみが追随し、トロイダル電流が駆動される。このような回転磁界を発生させるための要素技術として、大容量IGBTによるインバーター回路とタンク回路からなる電源を開発し、数10MW程度の出力を得ることができた。プラズマ生成条件として2種類のモードを用いた。真空容器内部にあらかじめ中性ガスを詰めた状態で回転磁界を印加する方法と、既存のFRCプラズマ生成装置を利用して予備電離ガスをアンテナ近傍に導入してから回転磁界を印加する方法により実験を行った。
磁気プローブアレイの計測結果より、回転磁界を印加した後に、装置軸中心部近傍でバイアス磁場が反転することが確認できた。そのような反転磁場は回転磁界を印加し続けている時間だけ持続することが確認できた。また、径方向プロファイルの測定からセパラトリックス半径r_sと主半径Rを計算し求めたところ、r_s=√<2>Rという関係が成り立っており、生成された配位がFRCプラズマの平衡と一致していることが確認できた。回転磁界の強度に比例して、トロイダル電流が駆動させることがわかった。また、回転磁界の周波数が高いほど電流駆動効率が高まり大きなトロイダル電流が駆動できることがわかった。
ミラー磁場間隔に比して狭い領域で回転磁場を印加してFRCプラズマの生成実験を行ったところ、回転磁界を印加していない領域においても反転磁場が計測されており、トロイダル電流が軸方向に緩和しうることが証明された。
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