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2012 年度 実績報告書

エルゴディック層と閉構造ダイバータによるプラズマの閉じ込め改善研究

研究課題

研究課題/領域番号 20246135
研究機関核融合科学研究所

研究代表者

小森 彰夫  核融合科学研究所, 所長 (50143011)

研究期間 (年度) 2008-04-08 – 2013-03-31
キーワードダイバータ / エルゴディック層 / 周辺制御 / 周辺プラズマ / ヘリオトロン配位 / 超高密度プラズマ / 中性粒子制御
研究概要

本助成研究の最終年度に当たる平成24年度は,バッフルによるLHD(大型ヘリカル装置)ヘリカルダイバータの閉構造化をさらに進め,閉構造化率は80%となった.またその中の1セクション(10%)にクライオポンプを設置し,排気装置付ダイバータの実験を開始した.
昨年度までに行われた実験で,閉構造ダイバータ部における中性粒子の圧縮(圧力上昇)を観測しているが,今回新たにバッフルを設置した箇所においても有意な圧力上昇を観測した.本年度は,高速イオンゲージによるこれまでの圧力測定に加え,詳細な2次元分光計測を行って,バッフルが中性粒子分布の形成に与える影響を詳しく調べた.実験の結果,閉構造ダイバータ部と従来の開ダイバータ部では,中性粒子分布を反映したHα発光分布に明確な違いが観測された.実験結果を3次元モンテカルロ・シミュレーションの結果と比較したところ,両者に定性的な一致が見られ,バッフルによる遮蔽効果のメカニズムが明らかになった.シミュレーションコードの改良も行われた.ダイバータプラズマを扱う流体コードにおいて,磁力線の回転変換(ひねり)が大きいダイバータ・レッグ部には,これまで1次元モデルを便宜的に使用していたが,今回の改良で実際の3次元構造を取り込むことが可能となった.
計測器の整備も進み,静電プローブの増設によってダイバータ粒子束のトロイダル分布の取得が可能になるとともに,ヘリウムビームプローブが運用を開始し,周辺電子温度・密度分布の初期データを得ることができた.
本年度は,本助成研究を総括するに当たり,当初よりグループミーティングを複数回開催して実験結果の整理と解釈,今後の課題の抽出に努めた.また,5年間の成果を発表するために,主要な国際会議で複数の論文を発表した.

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Initial experiments towards edge plasma control with a closed helical divertor in LHD2013

    • 著者名/発表者名
      T. Morisaki, S. Masuzaki, M. Kobayashi
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: vol. 53

    • DOI

      doi:10.1088/0029-5515/53/6/063014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Edge impurity transport study in the stochastic layer of LHD and the scrape-off layer of HL-2A2013

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 53 ページ: 033011

    • DOI

      doi:10.1088/0029-5515/53/3/033011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of a Vacuum Pumping System for the Closed Helical Divertor for Steady State Operation in LHD2012

    • 著者名/発表者名
      Mamoru SHOJI
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 7 ページ: 2405145

    • 査読あり
  • [学会発表] Divertor heat and particle control experiments on the large helical device

    • 著者名/発表者名
      S Masuzaki
    • 学会等名
      20th International Conference on Plasma Surface Interactions
    • 発表場所
      Aachen, Germany
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of a Baffle Divertor Structure on Neutral Particle Transport in the Large Helical Device

    • 著者名/発表者名
      M. Shoji
    • 学会等名
      20th International Conference on Plasma Surface Interactions
    • 発表場所
      Aachen, Germany
  • [学会発表] LHDにおける閉ダイバータ実験の初期結果

    • 著者名/発表者名
      森崎友宏
    • 学会等名
      第9回核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
  • [学会発表] ヘリカル炉FFHR-d1におけるダイバータ設計・開発

    • 著者名/発表者名
      増崎 貴
    • 学会等名
      第9回核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
  • [学会発表] Development of Helium Beam Probe for Edge Plasma Measurements

    • 著者名/発表者名
      T. Morisaki
    • 学会等名
      39th European Physical Society Conference on Plasma Physics / 16th International Congress on Plasma Physics
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
  • [学会発表] Divertor and PWI Studies in the Large Helical Device

    • 著者名/発表者名
      S. Masuzaki
    • 学会等名
      Joint conference of 9th International Conference on Open Magnetic Systems for Plasma Confinemnet and 3rd International Workshop on Plasma Material Interaction Facilities for Fusion
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 招待講演
  • [学会発表] LHDにおける閉構造ダイバータ実験

    • 著者名/発表者名
      森崎友宏
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
  • [学会発表] First Results of Closed Helical Divertor Experiment in LHD

    • 著者名/発表者名
      T. Morisaki
    • 学会等名
      24th IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      San Diego, California, USA
  • [学会発表] Control of 3D edge radiation structure with resonant magnetic perturbation fields applied to the stochastic layer and stabilization of radiative divertor plasma in LHD

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi
    • 学会等名
      24th IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      San Diego, California, USA
  • [学会発表] シンポジウム「プラズマ-壁境界制御による核融合炉コア性能改善の可能性」「ヘリカル装置に於ける周辺熱・粒子制御とコアプラズマ閉じ込め」

    • 著者名/発表者名
      森崎友宏
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第29回年会
    • 発表場所
      クローバープラザ,春日市
  • [学会発表] 大型ヘリカル装置における開・閉ダイバータ領域での中性粒子の計測とその輸送解析

    • 著者名/発表者名
      庄司 主
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第29回年会
    • 発表場所
      クローバープラザ,春日市
  • [学会発表] ヘリカル装置LHDとトカマク装置HL-2Aにおける周辺不純物輸送の比較

    • 著者名/発表者名
      小林政弘
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第29回年会
    • 発表場所
      クローバープラザ,春日市
  • [学会発表] LHDにおける閉ダイバータ実験

    • 著者名/発表者名
      増崎 貴
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第29回年会
    • 発表場所
      クローバープラザ,春日市
  • [学会発表] Edge Plasma Structures in Stochastic Boundary in LHD

    • 著者名/発表者名
      T. Morisaki
    • 学会等名
      6th International Workshop on Stochasticity in Fusion Plasmas
    • 発表場所
      Juelich, Germany
  • [学会発表] トーラス周辺プラズマ計測用ヘリウムビームプローブの開発

    • 著者名/発表者名
      森崎友宏
    • 学会等名
      日本物理学会 第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学,東広島市

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公開日: 2014-07-24  

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