| 研究課題/領域番号 |
18KK0410
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
田中 宏彦 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (60609981)
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| 研究期間 (年度) |
2019 – 2021
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| キーワード | 非拡散的輸送 / 非接触プラズマ / Magnum-PSI / 揺動解析 / 静電プローブ / 高速カメラ / 再結合フロント / ダイバータプラズマ |
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| 研究実績の概要 |
本国際共同研究では、ITERダイバータ領域に匹敵するプラズマパラメータ・磁場強度を有する直線型超電導装置Magnum-PSI（オランダ、DIFFER研究所）を用いて揺動データセットを取得し、非拡散的輸送の実験条件依存性を調査する。パラメータ領域や磁場構造の異なる国内複数装置（NAGDIS-II, GAMMA 10/PDX, LHD）で得られた結果と比較することで、ITERや原型炉といった将来装置における輸送特性を外挿評価することを目的とする。
2年目である2020年度は、コロナ禍により、予定していた海外出張ならびにMagnum-PSIを用いた実験が全て中止となった。このため、2019年度に取得した静電プローブおよび高速カメラのデータ解析を継続して実施した。径方向粒子束と対応する、条件付き平均されたイオン飽和電流と周方向電場のスパイク波形の積について、複数のガス圧条件で比較を行い、再結合フロント近傍で特に大きいことを確かめた。今後、ヘリウム放電と異なる傾向が確認された軽水素プラズマ中の揺動について、詳細な解析を進める予定である。
Magnum-PSIにおいて得られた成果を1件の国際会議、1件の国内学会で発表し、1本の学術論文にまとめて出版した。国内学会の発表（第37回プラズマ・核融合学会年会）では、若手学会発表賞（正会員部門）を受賞した。
この他、比較対象である国内直線型装置のNAGDIS-IIおよびGAMMA 10/PDXにおける揺動解析を実施した。前者の成果を学術論文にまとめ発表した。また本研究では、欧州滞在の利点を活かす目的から、3次元輸送コードEMC3-EIRENEを用いた研究を平行して行っている。トカマク装置JT-60SAに印加する外部摂動磁場強度を変化させた際の計算を行い、周辺プラズマ影響への依存性を調査した。
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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
コロナ禍により、2020年度に予定していたオランダ出張およびMagnum-PSI実験が全て中止となった。初年度（2019年度）に行った実験が順調に進み、多数の揺動データセットを取得済みであったことから、計画全体の遅れは現時点では最小限に抑えられている。しかし、2019年度実験は静電プローブの安定運用を優先した低熱負荷（低磁場）条件で実施されていたため、本共同研究で最終的にデータ取得予定であったITER級の強磁場条件における実験実施の目途が立っていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
コロナ禍収束によりオランダ滞在が可能となった後、強磁場条件におけるデータ取得を迅速に行えるように準備を整える。熱負荷の高い強磁場実験では、静電プローブはプラズマ中心から離れた位置に固定し、高速カメラ信号からプラズマ柱内部の挙動を推定することを予定している。Magnum-PSI実験を行えない期間が来年以降も続く可能性を考慮して、比較対象である国内直線型装置の実験研究を加速する。Magnum-PSIではガス種に対する輸送特性の違いが見られたことから、その解析を進めるとともに、NAGDIS-IIにおける水素ならびにアルゴン等のガス種を用いた放電および揺動計測を行い、Magnum-PSIと比較する。研究期間の延長も視野に入れる。
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