| 研究課題/領域番号 |
17K07003
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
武智 学 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 那珂核融合研究所 トカマクシステム技術開発部, 主幹研究員(定常) (40370423)
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| 研究分担者 |
井上 静雄 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 那珂核融合研究所 先進プラズマ研究部, 研究員(定常) (80757956)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 核融合プラズマ / 磁気流体不安定性 / 負磁気シアプラズマ / ディスラプション / 内部輸送障壁 / トカマク |
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| 研究実績の概要 |
DIII-Dにて負磁気シアプラズマにおける磁気島に対する外部摂動磁場の影響を調べる実験を行う予定であるが、負磁気シアプラズマディスラプションやミニコラプスが発生しやすく、歩留まりが悪い。そこで、平成31年度は、その先行実験として正磁気シアプラズマを用いて、DIII-Dにて磁気島に対する外部摂動磁場の影響を調べる実験を行なった。抵抗性MHDシミュレーションコードAEOLUS-ITを用いて得られた、磁気島と外部磁場との関係における外部磁場のプラズマによる遮蔽効果の外部磁場の強度に対する影響について、DIII-Dの実験結果との比較を行ったが、磁場の染み込みの空間分布など定量的に非常に良い一致を示した。共鳴の位置については、コードで予想されるm/n=2/1のテアリングモードの磁気島が存在するq=2面ではなく、実験的にはq=3面にてプラズマの応答が見られた。これは、AEOLUS-ITでのシミュレーションが円柱状の円形断面プラズマに対し、単ヘリシティのモードについて計算を行ったことが原因の一つであることが考えられるため、トロイダル性を有するプラズマに対し、トロイダルカップリングを考慮した複ヘリシティのモードに対して計算が可能なようにコードの改良を行っている。
JT-60Uで得られた負磁気シアプラズマでのデータをプラズマ回転及びその分布と不安定性の成長率から不安定性の同定を再度見直し、ディスラプションの原因となる不安定性の分類を進めた。特に、プラズマ回転の空間分解能、時間分解能が大幅に改良されたJT-60Uの最後期の実験において、正確な安全係数分布の得られている非誘導電流駆動プラズマ実験等を対象として、放電の選別とデータの準備を行い解析を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
DIII-Dにて負磁気シア放電の実験を行うための実験提案を行ったが、先方の実験スケジュールと整合が取れなかったため、令和元年度の実験の予定となった。
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| 今後の研究の推進方策 |
JT-60Uにおける負磁気シアプラズマの実験結果の解析については、引き続き、プラズマ回転の空間分解能、時間分解能が大幅に改良されたJT-60Uの最後期の実験において、正確な安全係数分布が得られている非誘導電流駆動プラズマ実験等を対象として解析を続ける。JT-60Uにおける強負磁気シアプラズマにおいては、ディスラプションの分類を行う。分類にあたっては、(1)ディスラプション時の予兆振動の有無、(2)予兆振動の成長率、(3)安全係数、電流分布、イオン温度、電子温度、密度の分布、(4)プラズマ回転及びプラズマ回転分布などについて着目して解析を行う。予兆振動は磁気センサー及びECE、軟X線計測などで調べる。抵抗性MHDシミュレーションコードによる外部摂動による内部不安定性に対する影響の解析については、実験結果を解析するためにマルチヘリシティに対応可能なように改変を行っているが、これを継続する。現行のトカマク装置における負磁気シアプラズマ実験については、DIII-Dの正磁気シアにて行った磁気島に対する外部摂動磁場の影響を調べる実験に引き続き、負磁気シアプラズマにおいて実験を行うため詳細な実験手法の検討を更に行い、令和元年度の実験提案の準備を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成30年度に予定していた米国のDIII-Dの実験参加が令和元年度となったため。
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