| 研究課題/領域番号 |
18K03589
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
井戸 毅 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (50332185)
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| 研究分担者 |
清水 昭博 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (00390633)
谷池 晃 神戸大学, 海事科学研究科, 准教授 (50283916)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 高速イオン励起不安定性 / 乱流 / 電場 / 重イオンビームプローブ |
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| 研究実績の概要 |
昨年度観測された高速イオン励起測地線音波（EGAM）のバースト発生時に観測された電位分布の変化の物理機構を明らかにすることを目的として解析を進めた。観測された電場の時間変化に必要な小半径方向電流はポアソンの方程式を用いて求めることができる。また、観測されるEGAM周波数のGAM周波数からのずれが高速イオンの密度とピッチ角分布に依存することと、高速イオンが外部から入射される接線NBI由来であることを考慮すると高速イオン密度を推定できる。上記の考察に基くと、観測されているEGAMのバーストに伴う電位分布変化が、EGAMによる高速イオンの小半径方向の輸送によって引き起こされたと考えた場合、注目している磁気面（規格化小半径0.15）内の高速イオンの約70%が小半径方向に輸送されたと見積もることができ、定量的に矛盾が無いことが分かった。今後、新古典論に基づくイオン及び電子の輸送の電場依存性も含めた時間変化の解析を行い定量的な結論を導く必要がある。
また、昨年度のデータの解析の結果、昨年度の実験で観測されたEGAMの密度揺動の特異な構造と上記の電場の変化に相関が見られた。モード構造と電場との関係を明らかにするために、本年度の実験において、EGAM自体の2次元構造を計測することを計画した。しかしながら計測器の不具合により実験を行うことができず、EGAMの2次元モード構造と電場の関係及びバルクプラズマの閉じ込めに及ぼす影響に関する実験は次年度に行うこととなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昨年度から本年度にかけて2年にわたって、本研究を遂行する上で必須の計測器において故障が頻発したため、本年度は目的とした実験や開発研究が遂行できなかった。
一方で、昨年度取得したデータの解析をさらに進めることにより、高速イオン励起不安定性による高速イオンの輸送と電場形成の関係及び高速イオン励起不安定の特異なモード構造の関係など、これまでに無い新しい結果が得られつつある。また、高速イオン励起不安定性のバースト時に形成される電場変化と広帯域に広がる密度揺動及び電位揺動の低減との関係が明らかになりつつあり、学術的成果の面では順調な結果が得られている。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和元年度に計測器の重故障の修理は完了したため、本年度実施する予定であったEGAMバースト時の電位分布変化の時空間構造を明らかにするための実験及びEGAM自体の2次元空間分布計測のための実験を次年度に実施する。
また、電位分布のポロイダル非一様性とそれが不純物輸送に及ぼす影響を示す理論予測がなされており、これを検証する実験も実施し、研究の新たな展開を図る。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
昨年度から本年度にかけて2年にわたって、本研究を遂行する上で必須の計測器において故障が頻発した影響で、開発がやや遅れたため次年度使用額が生じた。当初の計画通り、検出器の開発費として使用する。
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