| 研究課題/領域番号 |
14580517
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
長崎 百伸 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教授 (20237506)
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| 研究分担者 |
吉川 潔 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (00027145)
増田 開 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教授 (80303907)
佐野 史道 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (70115856)
水内 亨 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (20135619)
花谷 清 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教授 (00115916)
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| キーワード | 電子サイクロトロン共鳴加熱 / 電子バーンシュタイン波 / カットオフ / モード変換 |
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| 研究概要 |
電子サイクロトロン共鳴加熱は磁場閉じ込め核融合において有効なプラズマ生成・加熱方法であり、MHD不安定性の抑制・非誘導電流駆動・熱輸送の解析等にも用いられている。ECHには通常、一回吸収率の良さからO-mode、X-modeといった電磁波モードが選択されてきたが、これらのモードにはカットオフと呼ばれる密度上限があるため、カットオフ密度を越えたプラズマでのECHの適用を阻んできた。この問題を克服し、より高い密度へのアクセスを可能とする手段の一つとして電磁波から静電波へのモード変換が考えられる。電子バーンシュタイン波(B-mode)には伝搬に密度上限がなく、また、電子サイクロトロン共鳴層にてほぼ100%吸収されるという長所を有している。
ヘリカル系プラズマ閉じ込め装置におけるX-Bモード変換加熱を調べるため、LHD装置において400kW程度のパワーをトーラス方向へ斜め入射する実験を行った。84GHz ECHパワーをNeターゲットプラズマへと入射し、入射角や偏波面を制御し、34Hzの100%パワー変調を行った。ターゲットプラズマは82.7GHz ECHを用いて生成し、NBIで維持した。ミリ波を高磁場側からX-modeに結合するように入射した場合、ECR層から低磁場側でピークした狭いパワー吸収分布が得られた。一方、O-modeを高磁場側から入射した場合、パワー吸収は幾分か起きているが、吸収分布はECR層から高磁場側に位置し、また、X-mode入射ほど狭いものとはならない。これは入射X-modeが何らかの機構でO-modeへと変わり、O-modeの吸収が主たるものとなったためと考えられる。ミリ波を低磁場側から入射した場合、こうした狭いパワー吸収分布はX-mode、O-modeのどちらにおいても得ることができていない。これらの結果は、高磁場側入射によりX-Bモード変換加熱が行われていることを示している。
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