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2018 年度 実績報告書

マイクロ波協同トムソン散乱計測の高性能化によるイオン閉じ込めと損失機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04620
研究機関核融合科学研究所

研究代表者

田中 謙治  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (50260047)

研究分担者 西浦 正樹  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (60360616)
武村 勇輝  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (60705606)
久保 伸  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (80170025)
下妻 隆  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (80270487)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード協同トムソン散乱 / 高速イオン / 中性粒子ビーム
研究実績の概要

2018年度は2017年度の実験結果を踏まえて、SNRのよい77GHzのジャイラトロンを用いた協同トムソン散乱システム(77GHz CTS)を用いてLHDにおいて物理データを取得することを目標にした。77GHzのシステムの目標は中性粒子ビームで入射された高速イオンを計測することであるが、システムの健全性を評価するためにバルクイオンのイオン温度を荷電交換分光を用いたイオン温度と比較した。その結果、両者の計測値はおよそ近い値となり、計測の健全性を確認することができた。LHDではプラズマの位置と閉じ込め磁場生成用のヘリカルコイルの位置を変えることにより高速イオンの閉じ込めが異なることが予想されている。そこで、高速イオンの閉じ込めが大きく異なるプラズマ中心の磁気軸位置3.6mと3.9mの二つの磁場配位において同程度の密度において、同じ規格化位置に散乱体積を設置し、中性粒子ビーム加熱プラズマの散乱スペクトルを比較した。その結果、入射した高速イオンのエネルギーに対応する周波数付近でスペクトル形状に磁気軸位置により明確な差があり、高速イオンの閉じ込め特性の違いを反映していることを示唆する結果を得た。CO2レーザー位相コントラストイメージングで計測したバルクイオンの閉じ込めに影響を与える乱流揺動の空間構造にも明確な違いを観測した。これらの結果は高速イオンの閉じ込めの違いとバルクイオンの閉じ込めの磁気軸位置による依存性が類似していることを示唆している。
また、磁力線と平衡に入射する中性粒子ビーム加熱をしたプラズマでは、磁力線と同じ方向と、反対方向に入射する場合にスペクトルの非対称性に大きな差が観測され接線入射の中性粒子ビームが入射方向により閉じ込め特性が異なることを示す結果を得た。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 7件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] IPP Greifswald(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      IPP Greifswald
  • [雑誌論文] Effect of Electron Cyclotron Current Drive on the Ion Temperature in the Plasma Core Region of the Large Helical Device2018

    • 著者名/発表者名
      YOSHIMURA Yasuo、EJIRI Akira、SEKI Ryosuke、SAKAMOTO Ryuichi、NAGAOKA Kenichi、SHIMOZUMA Takashi、IGAMI Hiroe、TAKAHASHI Hiromi、TSUJIMURA Toru I.、WARMER Felix、YANAGIHARA Kota、GOTO Yuki、IDA Katsumi、YOSHINUMA Mikiro、KOBAYASHI Tatsuya、KUBO Shin、OSAKABE Masaki、MORISAKI Tomohiro、the LHD Experiment Group
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 13 ページ: 1402124~1402124

    • DOI

      https://doi.org/10.1585/pfr.13.1402124

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heat flux reconstruction and effective diffusion estimation from perturbative experiments using advanced filtering and confidence analysis2018

    • 著者名/発表者名
      van Berkel M.、Kobayashi T.、Vandersteen G.、Zwart H.J.、Igami H.、Kubo S.、Tamura N.、Tsuchiya H.、de Baar M.R.、The LHD Experiment Group
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 58 ページ: 096036~096036

    • DOI

      https://doi.org/10.1088/1741-4326/aad13e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of the Grating Mirror for the High Power Transmission System and Its General Theory2018

    • 著者名/発表者名
      GOTO Yuki、KUBO Shin、TSUJIMURA Toru Ii
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 13 ページ: 3405089~3405089

    • DOI

      https://doi.org/10.1585/pfr.13.3405089

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Real-time control of electron cyclotron wave polarization in the LHD2018

    • 著者名/発表者名
      Ii Tsujimura T.、Mizuno Y.、Tokuzawa T.、Ito Y.、Kubo S.、Shimozuma T.、Yoshimura Y.、Igami H.、Takahashi H.、Ejiri A.
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 131 ページ: 130~134

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2018.04.062

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis Technique of Millimeter-Wave Propagating Modes in an Oversized Corrugated Waveguide Using Developed Beam Profile Monitors2018

    • 著者名/発表者名
      SHIMOZUMA Takashi、KOBAYASHI Sakuji、ITO Satoshi、OKADA Kohta、ITO Yasuhiko、YOSHIMURA Yasuo、IGAMI Hiroe、TAKAHASHI Hiromi、TSUJIMURA Toru、MIZUNO Yoshinori、KUBO Shin
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 13 ページ: 3405036~3405036

    • DOI

      https://doi.org/10.1585/pfr.13.3405036

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 154 GHz collective Thomson scattering in LHD2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka K.、Nishiura M.、Kubo S.、Shimozuma T.、Saito T.、Moseev D.、Abramovic I.
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 13 ページ: C01010~C01010

    • DOI

      https://doi.org/10.1088/1748-0221/13/01/C01010

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparison of Rotation of Interchange Mode in Large Helical Device Plasmas with Various Ion Species2018

    • 著者名/発表者名
      TAKEMURA Yuki、WATANABE Kiyomasa、SAKAKIBARA Satoru、OHDACHI Satoshi、SUZUKI Yasuhiro、IDA Katsumi、YOSHINUMA Mikiro、YAMADA Ichihiro、LHD Experiment Group
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 13 ページ: 3402037~3402037

    • DOI

      DOI: 10.1585/pfr.13.3402037

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] LHDにおける協同トムソン散乱計測により得られた散乱スペクトルの評価2019

    • 著者名/発表者名
      西浦正樹, 久保伸, 田中謙治, 飯澤萌, 釼持尚輝, 下妻隆, 高橋裕己, 斉藤輝雄
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年年会
  • [学会発表] LHDにおけるECHプラズマの同位体効果2018

    • 著者名/発表者名
      田中謙治、仲田資季、大谷芳明、辻村亨、高橋裕己、横山雅之、Felix Wartmer
    • 学会等名
      第12回核融合エネルギー連合講演会
  • [学会発表] Isotope effects on confinement and turbulence in ECRH plasma of LHD2018

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, M,. Nakata, Y. Ohtani etal,
    • 学会等名
      IAEA-FEC2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Isotope effects on confinement and turbulence in ECRH plasma of LHD2018

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, M,. Nakata, Y. Ohtani etal,
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会年会
  • [学会発表] Collective Thomson Scattering Diagnostics and spectrum analysis in LHD2018

    • 著者名/発表者名
      飯澤萌,久保伸,西浦正樹,田中謙治,下妻隆,LHD実験グループ
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会第35回年会
  • [学会発表] LHDにおけるロックトモード様不安定性の減速に外部RMPが与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      武村勇輝,渡邊清政,榊原悟,成嶋吉朗,大舘暁,徳沢季彦,居田克巳,吉沼幹朗,土屋隼人
    • 学会等名
      第12回核融合エネルギー連合講演会
  • [学会発表] Study of Locking Mechanism of Locked-Mode-Like Instability in Helical Plasmas2018

    • 著者名/発表者名
      Y. TAKEMURA, K.Y. WATANABE, S. SAKAKIBARA, S. OHDACHI, Y. NARUSHIMA, K. IDA, M. YOSHINUMA, H. TSUCHIYA, T. TOKUZAWA, I. YAMADA and LHD EXPERIMENTAL GROUP
    • 学会等名
      IAEA-FEC2018
    • 国際学会
  • [学会発表] LHDにおけるロックトモード様不安定性の急激な周波数低下の特徴とその物理機構2018

    • 著者名/発表者名
      武村勇輝,渡邊清政,榊原悟,成嶋吉朗,大舘暁,徳沢季彦,居田克巳,吉沼幹朗,土屋隼人 ,LHD実験グループ
    • 学会等名
      第35回プラズマ・核融合学会年会
  • [学会発表] Study of sub-Tera-Hz gyrotron scattering for a direct detection of EBW in QUEST2018

    • 著者名/発表者名
      Shin Kubo, Hiroshi Idei, Teruo Saito, and Yoshinori Tatematsu
    • 学会等名
      20th Joint Workshop on Electron Cyclotron Emission and Electron Cyclotron Resonance Heating (EC-20)(
    • 国際学会
  • [学会発表] Electron Bernstein Wave Detection By Sub-Tera-Hz Scattering In The QUEST2018

    • 著者名/発表者名
      Shin Kubo, Hiroshi Idei, Yoshinori Taematsu, Teruo Saito, Moe Iizawa
    • 学会等名
      43rd International Conference on InfraRed -MilliMeterWave and Telahertz Waves (IRMMW-THz 2018)(
    • 国際学会
  • [学会発表] Developments Of Equipment For Sub-THz Collective Thomson Scattering In LHD2018

    • 著者名/発表者名
      Teruo Saito, Shunsuke Tanaka, Ryuji Shinbayashi, Takumi Hirobe, Yuusuke Yamaguchi, Masafumi Fukunari, Yoshinori Tatematsu,
    • 学会等名
      43rd International Conference on InfraRed -MilliMeterWave and Telahertz Waves (IRMMW-THz 2018)(
    • 国際学会
  • [学会発表] Developments Of Millimeter Wave Backscattering Systems For Fusion Plasma Turbulence Measurements2018

    • 著者名/発表者名
      Tokihiko Tokuzawa, Kazuki Oguri, Shin Kubo, Kenji Tanaka, Hiroshi Yamada, Kiyomasa Watanabe, Akira Ejiri, Shigeru Inagaki,
    • 学会等名
      43rd International Conference on InfraRed -MilliMeterWave and Telahertz Waves (IRMMW-THz 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Electron Bernstein wave detection by far-infrared wave scattering in QUEST2018

    • 著者名/発表者名
      Shin KUBO, Hiroshi IDEI, Teruo SAITO, Yoshinori TATEMATSU
    • 学会等名
      27th International Toki Conference
    • 国際学会
  • [備考] 九州大学大学院総合理工学府先端エネルギー理工学専攻田中謙治研究室

    • URL

      http://www.aees.kyushu-u.ac.jp/kenji%20tanaka/index.html

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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