バウンスイオンの直接測定と径方向電場制御による径方向輸送の抑制

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15360488
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 石井 亀男 筑波大学, 物理学系, 助教授 (10015844)
• 研究分担者: 吉川 正志 筑波大学, 物理学系, 講師 (00272138) ; 片沼 伊佐夫 筑波大学, 物理工学系, 助教授 (70134202) ; 斉藤 輝雄 筑波大学, 物理学系, 助教授 (80143163)
• キーワード: タンデムミラー / バウンスイオン / 端損失イオン / 径方向電場制御 / 径方向電位分布測定 / 径方向輸送 / 径方向電位分布最適化 / 閉じ込め改善

研究概要

当該研究は、タンデムミラー型磁場閉じ込め装置を用いた、主として非軸対称磁場配位を持つアンカー部と局所高電位発生部であるプラグ/バリア部(軸対称磁場)での、径方向電位分布の制御を包含した閉じ込め電位形成に対するイオン輸送の研究を目的としている。プラズマのほぼ両端を往復する、電位により閉じ込められたバウンスイオンの存在は、タンデムミラーの閉じ込め向上に必要不可欠である。セントラルソレノイド部からアンカー部を通過し、プラク/バリア部の内側ミラースロート(IMT)の手前で反射するIMTバウンスイオン、IMT部を通過しプラグ電位(PP)で反射するPPバウンスイオン、プラグ電位を乗り越えプラグ/バリア部の外側ミラースロート(OMT)とプラグ部との間で反射するOMTバウンスイオンの各バウンスイオンは、イオンのピッチ角を特定しエネルギーを分析することにより選別できる。イオンのピッチ角と同時にエネルギーを測定するため、ピッチ角指定小型高効率エネルギー分析器を製作し、IMT部に設置してバウンスイオンの測定を開始した。
バウンスイオンとの対応を調べる為、電位及び磁場の何れの壁にも反射されることなく中央ソレノイド部から流出する端損失イオンを、端損失イオン速度分布関数測定器(ELECA)を用いて測定した。速度空間内の捕捉領域境界近傍に位置するバウンスイオンのエネルギー分布関数と、損失領域医境界近傍の端損失イオンのエネルギー分布関数との比較検討を開始した。
同軸分離型エンドプレートの径方向電位を変化させることにより、コアプラズマの電位の径方向分布が制御された。コアプラズマの径方向電位分布を測定するため、金の中性粒子を1次ビームとする金中性粒子ビームプローブ(GNBP)法を改造更新し、セントラル部のプラズマ断面に亘る2次元電位分布測定を完成させた。平成15年度は主として、計測器の充実に主眼を置き整備した。

研究成果

• [文献書誌] K.Ishii, Y.Takemura, A.Fucki, et al.: "Radial Potential Control for Plasma Confinement in the Tandem Mirror GAMMA 10"Transactions of Fusion Science and Technology. Vol.43, No.1T. 142-146 (2003)
• [文献書誌] I.Katanuma, Y.Tatematsu, K.Ishii, et al.: "A Single Minimum-B Tandem Mirror"Transactions of Fusion Science and Technology. Vol.43, No.1T. 219-221 (2003)
• [文献書誌] T.Saito, Y.Tatematsu, Y.Imaizumi, et al.: "Study of the Potential Structure from the Plug-Barrier Cell to the End Plate in GAMMA 10"Transactions of Fusion Science and Technology. Vol.43, No.1T. 167-171 (2003)
• [文献書誌] M.Yoshikawa, T.Furukara, Y.Kubota.et al.: "Study of Impurity Ions Behavior in the GAMMA 10 Plasma"Transactions of Fusion Science and Technology. Vol.43, No.1T. 189-191 (2003)