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本研究では、核融合プラズマで支配的となる、自発的なプラズマ回転分布の決定機構、運動量輸送の解明、更にプラズマ回転制御の実証を目的としている。
<JT-60装置における運動量輸送と自発回転の研究>
初年度は、JT-60装置において実験を企画・実行し、運動量輸送係数(拡散項と非拡散項)とプラズマ回転分布の、プラズマ電流や加熱パワー等の外部制御パラメータと温度・密度等の物理パラメータの両方について、関数関係を体系的に明らかにした。併せて、電子サイクロトロン波入射時のプラズマ回転駆動機構と運動量輸送過程を、JT-60装置において理解を進めた。
<実験結果と理論モデルとの比較>
更に、得られた実験結果と、新古典輸送理論やUDSDのP. Diamond教授等の乱流輸送理論モデルと比較した。
<実時間回転分布制御の実証>
平行して、高速荷電交換再結合分光装置の改造を行い、プラズマからの発光強度を、従来の計測器よりも10倍程度速い時間分解能(2.5ms)で撮影し、そのデータを元に実時間でプラズマ回転速度とイオン温度の導出(空間4点分のプラズマ回転とイオン温度を4ms程度で導出)を可能にした。この独自の計測器を駆使して、外部入力による実時間でのプラズマ回転分布制御を世界に先駆けて実証し、JT-60実験の年度目標を達成した。
以上の研究成果をまとめ、運動量と自発回転に関する研究成果は、スイスのジュネーブで開催された「The 22nd IAEA Fusion Energy Conference」で発表し、"Physical Review Letters誌"に投稿した。実時間制御に関する研究成果は"Fusion Engineering and Design誌"に投稿した。
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