等価的中性粒子ビーム入射による高ベータコンパクトトーラスの加速・粒子補給法の開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19560829
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 高橋 努 日本大学, 理工学部, 教授 (50179496)
• 研究分担者: 野木 靖之 元日本大学, 理工学部, 教授 (90059569) ; 浅井 朋彦 日本大学, 理工学部, 講師 (00386004) ; 高橋 俊樹 群馬大学, 工学部, 准教授 (10302457)
• 研究協力者: 松澤 芳樹 日本大学, 理工学部, 助手 (10548051)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: コンパクトトーラス / 高ベータ / 磁場反転配位 / 中性粒子ビーム入射 / 移送 / 中性粒子密度計測 / トロイダル流 / 速度シアー

研究概要

磁場反転配位(FRC)プラズマを閉じ込め磁場に沿って移動する(移送)際,その経路内に存在する中性粒子や弱電離プラズマの効果を実験的に明らかにした.
背景にある粒子は,移送速度に相当する速度で入射する一種のビーム入射の効果(FRCへの粒子やエネルギーの補給の効果)を持つと考えられる.
背景粒子種や移送速度の制御により粒子閉じ込め時間,磁束減衰時間の伸長や回転不安定性の発生時間の遅延などFRCプラズマの閉じ込め特性の改善が可能になる.

研究成果

• [雑誌論文] Beta value at separatrix of field-reversed configuration (2009)
  • 著者名/発表者名: Taeko Ikeyama, Masanori Hiroi, Yasuyuki Nogi, Yasunori Ohkuma,
  • 雑誌名: Phys. Plasmas16 042512 ページ: 1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] 極限高ベータプラズマ閉じこめ:FRC研究の新展開 (2008)
  • 著者名/発表者名: 浅井朋彦,高橋俊樹,井通暁,神吉隆司,水口直紀 高橋努,平野洋一,小野靖,郷田博司,冨田幸博, T. P.Intrator, J. T. Slough, L. C. Steinhauer
  • 雑誌名: 小特集 84(8) ページ: 498-540
• [雑誌論文] Effects of background neutral particles on a field-reversed configuration plasma in the translation process (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Matsuzawa, Tomohiko Asai, Tsutomu Takahashi, and Toshiki Takahashi,
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 15, 082504 ページ: 1-8
• [雑誌論文] Analysis of magnetic probe signals including effects of cylindrical conducting wall for field-reversed configuration experiment (2008)
  • 著者名/発表者名: Taeko Ikeyama, Masanori Hiroi, Yuuichi Nemoto, Yasuyuki Nogi
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum 79, 063501 ページ: 1-10
• [雑誌論文] Tomographic Reconstruction of Internal Instability in a Field-Reversed Configuration (2007)
  • 著者名/発表者名: (6)T. KIGUCHI, T. ASAI, N. YAMAMOTO, S. HIROMORI, T. OKANO, Y. MATSUZAWA, T. TAKAHASHI, Y. NOGI and S. INAGAKI
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 2, S1122 ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] A New Explanation for Toroidal Spin-Up of a Field-Reversed Configuration (2007)
  • 著者名/発表者名: To. TAKAHASHI, H. YAMAURA, F. P. IIZIMA, Y. KONDOH, T. ASAI, Ts. TAKAHASHI, Y. MATSUZAWA, T. OKANO, Y. HIRANO, N. MIZUGUCHI, Y. TOMITA and S. INAGAK
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 2, 008 ページ: 1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic probe array with high sensitivity for fluctuating field (2007)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kanamaru, Hiroshi Gota, Kayoko Fujimoto, Taeko Ikeyama, Tomohiko Asai, Tsutomu Takahashi, and Yasuyuki Nogi
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum 78, 036105 ページ: 1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heating and particle build-up of field-reversed configuration due to neutral particle injection in a translation process (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Asai, Y. Matsuzawa, T. Okano, T. Kiguchi, K. Sakuraba, Tsutomu Takahashi, Toshiki Takahashi, Y. Hirano, N. Mizuguchi, Y. Tomita
  • 雑誌名: Transactions of Fusion Science and Technology 51 ページ: 379-381
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rotation of a field-reversed configuration due to resistive flux decay (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Yamaura, Toshiki Takahashi, Y. Kondoh, T. Asai, Tsutomu Takahashi,
  • 雑誌名: Transactions of Fusion Science and Technology 51 ページ: 373-375
  • 査読あり
• [雑誌論文] ITER時代における大学の革新的閉じ込め概念研究のあり方
  • 著者名/発表者名: 政宗貞男、永田正義,高橋 努,小口治久,高村秀一,桂井誠,S.Woodruff, B.A.Nelson, T.R.Jarboe, P. Martin, R. Raman, B. E. Hooper, J. S. Sarff, G. Fiksel, P. M. Bellan, M. Brown
  • 雑誌名: 小特集 84(11) ページ: 750-821
• [学会発表] NUCTE-III/Tによる磁場反転配位プラズマ移送実験 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松澤芳樹
  • 学会等名: 平成19年度核融合科学研究所一般共同研究「能動的制御による高ベータプラズマの生成と維持」研究会
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 20091217-18
• [学会発表] ITER時代における革新的閉じ込め概念CT-RFP研究のあり方:磁場反転配位プラズマ研究の進展I(逆バイアステータピンチ法で生成されるFRC) (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋努
  • 学会等名: 第24回プラズマ核融合学会年会特別企画II
  • 発表場所: イーグレひめじ
  • 年月日: 20091127-30
• [学会発表] 円筒状導体効果を考慮した磁気揺動信号の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 池山多恵子,白井孝明,根元祐一,廣井雅典,浅井朋彦,高橋努,野木靖之
  • 学会等名: 」第24回プラズマ核融合学会年会
  • 発表場所: イーグレひめじ
  • 年月日: 20091127-30
• [学会発表] FRC の磁束減衰に伴う回転とピッチ角散乱の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋俊樹,山浦秀文,近藤義臣,浅井朋彦,高橋努
  • 学会等名: 第24回プラズマ核融合学会年会
  • 発表場所: イーグレひめじ
  • 年月日: 20091127-30
• [学会発表] 磁場反転配位プラズマの移送実験 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋努,櫻庭健,松澤芳樹,木口知大,山本直樹,安藤智宏,吉田博之,浅井朋彦,野木靖之
  • 学会等名: 第24回プラズマ核融合学会年会
  • 発表場所: イーグレひめじ
  • 年月日: 20091127-30
• [学会発表] 移送FRC プラズマに対する背景中性粒子入射効果の粒子種による相違 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松澤芳樹,櫻庭健,木口知大,山本直樹,浅井朋彦,高橋努,高橋俊樹,平野洋一,水口直紀,冨田幸博,野木靖之
  • 学会等名: 第24回プラズマ核融合学会年会
  • 発表場所: イーグレひめじ
  • 年月日: 20091127-30
• [学会発表] Plasma Dynamics in Translation process of Field- reversed Configuration (2009)
  • 著者名/発表者名: 櫻庭健他
  • 学会等名: アメリカ合衆国物理学会プラズマ分野第49回年会
  • 発表場所: アメリカ合衆国フロリダ州オーランド
  • 年月日: 20091112-16
• [学会発表] 磁場反転配位プラズマの自発回転と速度シアー形成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 浅井朋彦
  • 学会等名: 平成20年度核融合科学研究所一般共同研究「自己組織化系高ベータプラズマの外部MHD制御と粒子制御技術への応用」研究会
  • 発表場所: 平成20年度核融合科学研究所一般共同研究「自己組織化系高ベータプラズマの外部MHD制御と粒子制御技術への応用」研究会
  • 年月日: 20090130-31
• [学会発表] 電場プローブによる回転不安定生の観測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 廣井雅典
  • 学会等名: 平成20年度核融合科学研究所一般共同研究「自己組織化系高ベータプラズマの外部MHD制御と粒子制御技術への応用」研究会
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 20090130-31
• [学会発表] 磁場反転配位プラズマのセパラトリックスベータ値 (2009)
  • 著者名/発表者名: 池山多恵子
  • 学会等名: 平成20年度核融合科学研究所一般共同研究「自己組織化系高ベータプラズマの外部MHD制御と粒子制御技術への応用」研究会
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 20090130-31
• [学会発表] 磁場反転配位プラズマの生成過程における中性粒子の振る舞い (2008)
  • 著者名/発表者名: 田邨尚郎,松澤芳樹,山本直樹、高尾昴平,日吉まゆ,田沢仁康,赤川駿介,小森谷勇樹,平山泰行、関谷修平,浅井朋彦,高橋 努
  • 学会等名: 第25回プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: 栃木県総合文化センター
  • 年月日: 20081202-5
• [学会発表] 移送過程における磁場反転配位プラズマ形状の決定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 日吉まゆ,田邨尚郎,高尾昴平,山本直樹,松澤芳樹,浅井朋彦,高橋努
  • 学会等名: 第25回プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: 栃木県総合文化センター
  • 年月日: 20081202-5
• [学会発表] FRC プラズマにおけるトロイダルシヤー流の観測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山本直樹,松澤芳樹平山泰行,小森谷勇樹, 板垣宏和,小石章太郎,鈴木章太郎,浅井朋彦, 高橋努,高橋俊樹,鈴木敬久
  • 学会等名: 第25回プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: 栃木県総合文化センター
  • 年月日: 20081202-5
• [学会発表] Control of plasma dynamics in a translation process of field-reversed configuration (2008)
  • 著者名/発表者名: 高橋 努
  • 学会等名: 第14回国際プラズマ物理学会議2008(ICPP2008)
  • 発表場所: 福岡国際会議センター
  • 年月日: 20080908-12
• [学会発表] Particle and energy recovery process of a high-beta compact toroidal translated along an asymmetric mirror field (2008)
  • 著者名/発表者名: 松澤芳樹
  • 学会等名: [P04], 7^<th> International Conference on Open magnetic System for Plasma Confinement
  • 発表場所: 大韓民国, Daejeon EXPO Park
  • 年月日: 20080715-18
• [学会発表] Self-generated toroidal flow in a high-beta compact toroid with mirror configuration (2008)
  • 著者名/発表者名: 山本直樹
  • 学会等名: [P06], 7^<th> International Conference on Open magnetic System for Plasma Confinement
  • 発表場所: 大韓民国, Daejeon EXPO Park
  • 年月日: 20080715-18
• [学会発表] Control of plasma dynamics in a translation process of field-reversed configuration (2008)
  • 著者名/発表者名: 松澤芳樹
  • 学会等名: Innovative Confinement Concepts Workshop and US-Japan Workshop on Improvement in the Confinement of Compact Torus Plasmas
  • 発表場所: アメリカ合衆国ネバダ州Reno
  • 年月日: 20080624-27
• [学会発表] FRCプラズマのMHD運動の観測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池山多恵子,根本祐一,廣井雅典,野木靖之
  • 学会等名: 第7回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 青森市男女共同参画参画プラザ
  • 年月日: 20080619-21
• [学会発表] FRCプラズマのトロイダル電流が作る磁束 (2008)
  • 著者名/発表者名: 廣井雅典,根本祐一,池山多恵子,野木靖之
  • 学会等名: 第7回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 青森市男女共同参画参画プラザ
  • 年月日: 20080619-21
• [学会発表] FRC移送過程におけるプラズマ制御法 (2008)
  • 著者名/発表者名: 浅井朋彦,松澤芳樹,山本直樹,高尾昂平,田邨尚郎,日吉まゆ,田澤仁康,高橋 努,野木靖之,高橋俊樹
  • 学会等名: 第7回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 青森市男女共同参画参画プラザ
  • 年月日: 20080619-21
• [学会発表] Overview of Translation Experiments on NUCTE-III/T", 2008 US-Japan Workshop on INNOVATIVE ACTIVE CONTROL FOR HIGH PEROverview of Translation Experiments on NUCTE-III/T" (2007)
  • 著者名/発表者名: 高橋努他
  • 学会等名: 2008 US-Japan Workshop on INNOVATIVE ACTIVE CONTROL FOR HIGH PERFORMANCE CONFINEMENT OF COMPACT TOROID (日米科学技術協力事業核融合分野「コンパクト・トーラスの高性能閉じ込めのための先進的能動的制御」)
  • 発表場所: 日本大学
  • 年月日: 20070919-21