マイクロ波イメージング反射計を用いたLHDでのプラズマ乱流計測

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21246140
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 長山 好夫 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (10126138)
• 研究分担者: 山口 聡一朗 関西大学, システム理工学部, 助教 (30413991) ; 間瀬 淳 九州大学, 産学連携センター, 特任教授 (00023325) ; 近木 祐一郎 福岡工業大学, 工学部, 准教授 (10398109)
• キーワード: マイクロ波 / イメージング / 反射計 / 電子密度揺動 / LHD / プラズマ計測 / 乱流 / 可視化

研究概要

プラズマは電磁波を反射するがそのカットオフ周波数は電子密度と磁場に依存する。LHDではプラズマ中心部の磁揚が高いので,異なる周波数のマイクロ波を入射するとその反射位置は周波数が高いほど中心に近い。さらに電子密度の変動が反射面の変動となるので,二次元検出器上に結像することで,電子密度揺動の三次元計測が可能となる。これまで我々は,HMA(Horn-Mixer-Array)と呼ばれる二次元検出器および多周波数受信機の開発を行ってきた。本年度,二次元マイクロ波検出器を世界で初めて完成させ,それを用いたマイクロ波イメージング計測器をLHDに取り付け実験した。LHDのエッジプラズマではしばしば周波数が数kHz程度の高次高調波を伴うMHDモード(Edge Harmonic Oscillation : EHO)が発生する。今回,MIRを用いて,EHOが引き起こす電子密度揺動の3次元イメージング計測に成功した。これは本研究が目指す乱流可視化の第一歩として有意義である。

研究成果

• [雑誌論文] Maximum Entropy Analysis of the 2D Density Turbulence Measured by MIR in TPE-RX (2010)
  • 著者名/発表者名: Z.Shi, Y.Nagayama, ほか
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 5 ページ: S1019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of Turbulence by Microwave Imaging Reflectometry in the TPE-RX Reversed Field Pinch (2010)
  • 著者名/発表者名: Z.Shi, Y.Nagayama, ほか
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research SERIES 巻: 9 ページ: 54-58
  • 査読あり
• [雑誌論文] Upgrade of 2-D Antenna Array for Microwave Imaging Reflectometry and ECE Imaging (2010)
  • 著者名/発表者名: D.Kuwahara, S.Tsuji-Iio, Y.Nagayama, ほか
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research SERIES 巻: 9 ページ: 125-130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of electron cyclotron emission imaging system on Large Helical Device (2010)
  • 著者名/発表者名: D.Kuwahara, S.Tsuji-Iio, Y.Nagayama, ほか
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 81 ページ: 10D919
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous projection and detection system of four different frequencies for microwave imaging reflectometry in Large Helical Device (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshinaga, Y.Nagayama, ほか
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 81 ページ: 10D915
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optics Design for Microwave Imaging Reflectometry in LHD (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshinaga, Y.Nagayama, ほか
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 5 ページ: 030
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Proposal for the Global Remote Participation System (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Nagayama, ほか
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research SERIES 巻: 9 ページ: 147-151
  • 査読あり
• [雑誌論文] A proposal for the ITER remote participation system in Japan (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Nagayama, ほか
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 巻: 85 ページ: 535-539
  • 査読あり
• [雑誌論文] MICROWAVE IMAGING IN THE LARGE HELICAL DEVICE (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshinaga, Y.Nagayama, ほか
  • 雑誌名: Proceedings of 16th Joint Workshop on ECE & ECRH (EC16) 巻: 5 ページ: 030
• [学会発表] Development of microwave imaging diagnostics in LHD (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Nagayama
  • 学会等名: 2nd Collaborative Forum between Shizuoka University and the National Institute Fusion Science (NIFS)
  • 発表場所: Shizuoka, Japan(招待講演)
  • 年月日: 2011-02-15
• [学会発表] Development of Microwave Imaging Reflectometry in LHD (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshio Nagayama
  • 学会等名: 20th International Toki Conference (ITC-20) on The Next Twenty Years in Plasma and Fusion Science
  • 発表場所: Toki-City, Japan
  • 年月日: 20101207-20101210
• [学会発表] Development of ECE Imaging Diagnostic system on LHD (2010)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kuwahara
  • 学会等名: 20th International Toki Conference (ITC-20) on The Next Twenty Years in Plasma and Fusion Science
  • 発表場所: Toki-City, Japan
  • 年月日: 20101207-20101210
• [学会発表] Development of Microwave Imaging Diagnostics System in LHD (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomokazu Yoshinaga
  • 学会等名: 20th International Toki Conference (ITC-20) on The Next Twenty Years in Plasma and Fusion Science
  • 発表場所: Toki-City, Japan
  • 年月日: 20101207-20101210
• [学会発表] Tomography and Data Acquisition (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshio Nagayama
  • 学会等名: The 5th Japan-Korea Diagnostics Seminar on Advanced Diagnostics for Steady-State Fusion Plasma
  • 発表場所: Kuju Center, Kyushu, Japan(招待講演)
  • 年月日: 20100826-20100829
• [学会発表] Simultaneous projection and detection system of four different frequencies for microwave imaging reflectometry in Large Helical Device (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshinaga
  • 学会等名: 18th topical conference on high temperature plasma diagnostics
  • 発表場所: Wildwood NJ U.S.A.
  • 年月日: 20100516-20100520
• [学会発表] Development of electron cyclotron emission imaging system on Large Helical Device (2010)
  • 著者名/発表者名: D.Kuwahara
  • 学会等名: 18th topical conference on high temperature plasma diagnostics
  • 発表場所: Wildwood NJ U.S.A.
  • 年月日: 20100516-20100520
• [学会発表] MICROWAVE IMAGING IN THE LARGE HELICAL DEVICE (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshinaga
  • 学会等名: 16th Joint Workshop on ECE & ECRH (EC16)
  • 発表場所: 三亜(中国)
  • 年月日: 20100412-20100415
• [学会発表] LHDにおけるマイクロ波イメージング計測の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長山好夫
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第27回年会
  • 発表場所: 札幌(招待講演)
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] LHDにおけるマイクロ波イメージング反射計計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉永智一
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第27回年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-12-01
• [学会発表] LHDにおけるECEイメージング計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 桑原大介
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第27回年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-12-01