移送中の磁場反転配位プラズマの速度・位置制御の研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14580528
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 高橋 努 日本大学, 理工学部, 助教授 (50179496)
• 研究分担者: 島村 信 日本大学, 理工学部, 講師 (00059627) ; 野木 靖之 日本大学, 理工学部, 教授 (90059569)
• キーワード: 磁場反転配置プラズマ / 移送 / 抵抗性金属ライナー / 移送速度制御 / プラズマ中心位置の制御 / 高精度形状測定法 / ラアリング不安定性 / 磁気流体運動・不安定性制御

研究概要

(1)抵抗性金属ライナーを用いて磁場反転配位プフズマの速度制御・位面制御の方法を試みた。
(1)制御に必要なライナーの時定数を決める方法が確立された。時定数を決めるパラメータとして、金属フォイル径、長さ、表面積、厚みなどがあることがわかった。チータピンチコイルの径、生成される磁場形状などでも変化する。
(2)この実験に必要なオブレートな磁場反転配位プラズマの生成・移送する技術が確立された。
(3)移送するプフズマに速度を与えるための制御コイル(別電源駆動コイル)の技術が確立された。
(4)予備実験の結果、抵抗性金属ライナーによる速度制御の可能性が示された。金属フォイルによって作られる弱いミラー磁場や金属フォイル内でのプラズマの仕事などが関係するものと期待される。
(2)抵抗性金属ライナーがプフズマ生成に与える効果が実験的に検討された。時定数を最適化することによって以下の効果があることがわかった。
(1)磁場反転配位プフズマの生成過程における対称性が向上した。軸方向運動を制御できる。
(2)プラズマが装置中心軸からずれた場合に発生する揺動運動を制御できる。
(3)回転不安定性の成長を制御できる可能性も期待できる。
(3)磁場反転配位プフズマの形状を磁束ループや磁気探針を用いて正確に求める方法が確立された.多チャンネル光計測系のチャンネル数が増強され、プラズマの軸方向及び径方向の運動を同時計泌可能になった。二つの計測装置を組み合わせることにより、生成時のテアリング不安定性の成長・減衰の様子が明らかにされると期待できる。
(4)移送過程のシミュレーションのモデル化を試みている。シンプルな剛体モデルでもある程度説明できるが、プラズマの変形が大きいとき新しいモデルを構築する必要がある。

研究成果

• [文献書誌] T.Takahashi, T.Niihara, Y.Nogi: "Control of an FRC Translation Velocity by a resistive Metal liner"Proceedings of Us-Japan Workshop 2002 'New Directions in Controlling and Sustaining Compact Tomids. 9-13 (2002)
• [文献書誌] K.Fujimoto, E.Tachikawa, H.Gota, T.Takaliashi, Y.Nogi: "Global Motion of Field-Reversed Configuration Plasma"Proceedings of Us-Japan Workshop 2002 'New Directions in Controlling and Sustaining Compact Toroids. 78-82 (2002)
• [文献書誌] 郷田博司, 高橋努, 野木靖之: "FRCプラズマ形状の高精度測定"プラズマ核敵合学会台17回年会予稿集. 1. 117 (2002)
• [文献書誌] 藤本加代子, 新原輝彦, 立川絵里, 高橋努, 野木靖之: "金属ライナーによるFRC生成条件の多様化"プラズマ核融合学会第17回年会予稿集. 1. 131 (2002)
• [文献書誌] H.Gota, T.Akiyama, K.Fujirnoto, Y.Ohkuma, T.Takahashi, Y.Nogi: "Separatrix Shape Measurement on Field-Reversed Configuration Plasma"Review of science Instrument in Press. Vol.74.No.4. 2318-2323 (2003)
• [文献書誌] 郷田博司, 高橋努, 野木靖之: "FRCプフズマ形状の時間発展"物理学会第58回年次大会予稿集 31pYJ4.. 58巻1号. 250 (2003)