研究課題
本研究では高速荷電交換分光計測に基づきイオン温度とプラズマ回転速度に動的振る舞いを調べる事が目的であるが、今年度はイオンの内部輸送障壁の発展過程とトロイダル回転の非拡散輸送に関する研究を行った。1)イオンの内部輸送障壁の発展過程の研究:イオンの内部輸送障壁の形成過程において、イオン温度勾配が強い領域(内部輸送障壁領域)がどのように伝搬、拡大又は局在化していくかを調べた。トカマクプラズマでは内部輸送障壁領域が外側に伝搬するのに対し、ヘリカルプラズマでは内側に伝搬していくのが解った。また、トカマクプラズマにおいて安全係数分布との関係を調べた結果、安全係数最小値位置は内部輸送障壁の形成には寄与しないが、形成された内部輸送障壁の移動を止める効果がある事が明らかになった。2)トロイダル回転の非拡散輸送の研究:トロイダル回転速度の時間分解が改善された事を利用し、外部駆動によらないプラズマのトロイダル回転(自発回転)について調べた。この自発回転はイオン圧力勾配よりもむしろイオン温度勾配に大きく依存し、イオン温度勾配がある値を超えると急に発生する事が解った。この自発回転の発生と消滅にはヒステリシスがある事も明らかになった。また、この自発回転と反対方向に運動量を入射した場合にはプラズマ回転がほとんど止まってしまうのに対し、同じ向きに運動量を入射した場合には少ない運動量で大きなプラズマ回転を生む事ができるという事実を示す事で、この研究結果はトロイダルプラズマにおけるプラズマ回転制御法に大きな指針を与えたといえる。
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