| 研究概要 |
兵庫県立大学の球状トーラス(Spherical Torus ; ST)装置であるHIST(Helicity Injected Spherical Torus)では、ST配位に対し外部トロイダル磁界を急速に反転させることで,理論的に予想されるST配位とは逆極性の磁界配位を持つ反転ST(Flipped ST)の生成に世界で初めて実験的に成功した。平成14年度のこの世界的な実験成果を踏襲し、平成15年度はST配位プラズマの自己反転機構だけでなく、同軸型磁気ヘリシティ注入法(略称CHI)による反転ST配位形成後の電流駆動の実証及びその電流維持機構解明を目的として実験を遂行した。同軸プラズマガンで生成されたSTプラズマは同軸プラズマガン電極と鎖交するオープン磁束を有しており,電極からこのオープン磁束に沿って電流が連続的に供給される。このとき磁気ヘリシティ注入が行われST配位が維持されている。これに対して反転ST配位プラズマはオープン磁束が無く電極からの磁気ヘリシティ注入は有り得ないと当初予想された。しかし,本研究によって、反転ST配位がプラズマ抵抗減衰時間よりもはるかに長い時間配位維持できることも実験的に実証した。その維持機構に着目して、ロゴスキーコイル,多チャンネル磁気プローブ群,.静電プローブ,モード測定磁気プローブ群等を用いた計測を実施し、トロイダル電流,プラズマ配位の時間変化,局所的λ値(固有値),緩和現象に伴う不安定性トロイダルモード等,多岐にわたってプラズマ特性について明らかにした。平成16年度は、これまでの実験データの解析をさらに押し進め、分担者達との議論によって、同軸プラズマガンから間欠的に噴出される非反転ST(初めのSTと同極性)が反転STの閉じ込められている領域(フラックスコンサーバー)に入り込み,そのとき反転STとの3次元磁気リコネクションによって磁気ヘリシティが注入され,反転ST配位が維持されている機構について明らかにした。また、これら一連の研究成果の発表を幅広く行った。
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