2021 年度研究成果報告書

「強磁場側斜め直接入射法」による遮断密度以上での電子サイクロトロン共鳴加熱の研究

研究課題

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研究課題/領域番号	18K03590
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分14020:核融合学関連
研究機関	核融合科学研究所
研究代表者	伊神弘恵核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (10390634)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード	電子サイクロトロン共鳴加熱 / 高密度プラズマ加熱 / プラズマ波動相互作用
研究成果の概要	基本電子サイクロトロン共鳴周波数を用いた磁場閉じ込めプラズマの電子サイクロトロン共鳴加熱(ECRH)のためには、通常正常波が弱磁場側から入射される。本研究では大型ヘリカル装置(LHD)において基本異常波を電子サイクロトロン共鳴層よりも強磁場側から入射することで弱磁場の低密度領域に現れる異常波の遮断を避け、プラズマの点火から正常波の遮断密度を超える密度の領域までのECRHが可能であることを実験的に実証した。
自由記述の分野	プラズマ理工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	磁場閉じ込め形式の核融合装置における炉心プラズマにおいて、電子サイクロトロン波による共鳴加熱(ECRH)は、炉心プラズマの生成・保持・電流駆動に大きな役割を果たすと期待される。通常ECRHには基本あるいは第二高調サイクロトロン共鳴周波数が用いられ、第二高調波の方が高密度領域まで伝播可能であるが、磁場強度の大きい核融合プラズマでは第二高調波帯の大電力/定常発振管の開発が困難となる可能性がある。本研究により、基本波の正常波遮断密度を超えるプラズマのECRHが可能なことが実験的に実証され、核融合炉心プラズマの加熱可能密度領域の拡張が可能であることが示された。