コンパクトトロイドおよび極超音速ガスジェットの選択的入射と燃料粒子供給過程の研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360453
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 兵庫県立大学
• 研究代表者: 福本 直之 兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (90275305)
• 研究分担者: 永田 正義 兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00192237) ; 菊池 祐介 兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00433326)
• 連携研究者: 花田 和明 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (30222219) ; 宮澤 順一 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 准教授 (50300728)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 炉心プラズマ / コンパクトトーラス / 燃料補給 / 高速ガス流

研究概要

磁化同軸プラズマガンであるコンパクトトロイド(CT)入射装置を用いて, CTプラズマを生成・加速し,ガスを注入したセルに入射する実験を行った.これで,荷電交換反応によりCTプラズマの中性粒子化を促進させ,高速ガスジェットの生成を試みた.その結果,現状では荷電粒子が一部に残るものの, CT速度相当の高速ガスジェット生成に成功した.これにより, CTプラズマと極超音速ガスジェットの選択的入射が可能となった.

研究成果

• [雑誌論文] Computation of Neutral Gas Flow Generation from a CT Neutralization Fuel-Injector (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Watanabe, T. Ohshima, T. Takahashi, N. Fukumoto, M. Nagata
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: Vol.7 ページ: 2405042-1-4
  • DOI: DOI:10.1585/pfr.7.2405042
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization study of super-high speed neutral particle flow injector for LHD by using CT injection technology (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Fukumoto, M. Nagata, Y. Kikuchi, T. Takahashi, S. Masamune, T. Asai, J. Miyazawa, M. Goto, H. Yamada
  • 雑誌名: Annual Report of National Institute for Fusion Science ページ: 164
  • URL: http://www.nifs.ac.jp/report/annrep11/pdf/164.pdf
• [雑誌論文] Experiments of Fuelling by CT Injection on QUEST (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Fukumoto, M. Nagata, Y. Kikuchi, K. Hanada
  • 雑誌名: Annual Report of National Institute for Fusion Science ページ: 535
  • URL: http://www.nifs.ac.jp/report/annrep11/pdf/535.pdf
• [雑誌論文] Monte Carlo Simulation on a Neutralization Process of an Accelerated Compact Torus Plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii, T. Ohshima, T. Takahashi, N. Fukumoto, M. Nagata
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Plasma Science 巻: Vol.38 ページ: 1473-1477
  • DOI: DOI:10.1109/TPS.2010.2045397
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization study of super-high speed neutral particle flow injector for LHD by using CT injection technology (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Fukumoto, M. Nagata, Y. Kikuchi, T. Takahashi, S. Masamune, H. Himura, A. Sanpei, T. Takahashi, T. Asai, Y. Hirano, M. Inomoto, M. Irie, J. Miyazawa, H. Yamada, Y. Narushima
  • 雑誌名: Annual Report of National Institute for Fusion Science ページ: 103
  • URL: http://www.nifs.ac.jp/report/annrep10/pdf/103.pdf
• [雑誌論文] Deep Fuelling Experiments on QUEST Using CT Injection (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Fukumoto, M. Nagata, Y. Kikuchi, K. Hanada
  • 雑誌名: Annual Report of National Institute for Fusion Science ページ: 534
  • URL: http://www.nifs.ac.jp/report/annrep10/pdf/534.pdf
• [雑誌論文] Development of a neutral particle flow fueling system by using a compact torus plasma injector for LHD (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Fukumoto, J. Miyazawa, T. Takahashi, M. Nagata, M. Goto, T. Asai, S. Masamune, Y. Kikuchi, H. Yamada
  • 雑誌名: Collection of NIFS Collaboration Research 23rd IAEA Fusion Energy Conference ページ: 319-324
  • URL: http://www.nifs.ac.jp/report/nifs1002.html
• [学会発表] 加速CTプラズマを用いた高速中性粒子フロー生成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福本直之
  • 学会等名: 平成23年度NIFS共同研究会
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2011-12-21
• [学会発表] Computation of Neutral Gas Flow Generation from a CT Neutralization Fuel-Injector (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Watanabe, T. Ohshima, T. Takahashi, N. Fukumoto, M. Nagata
  • 学会等名: 21st International Toki Conference(ITC-21)
  • 発表場所: 岐阜県土岐市(セラトピア土岐)
  • 年月日: 2011-11-28
• [学会発表] Change in parameters of a CT passing through a neutralization cell, and its relation to production of a neutral particle flow (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Fukumoto, J. Miyazawa, M. Goto, T. Takahashi, Y. Kikuchi, M. Nagata, T. Asai, S. Masamune, H. Yamada
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 石川県金沢市(石川県立音楽堂)
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] Computation of Neutral Gas Flow Generation from a CT Neutralization Fuel-Injector (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Watanabe, T. Ohshima, T, Takahashi, N. Fukumoto, M. Nagata
  • 学会等名: Workshop on Innovation in Fusion Science(ICC2011) and US-Japan Workshop on Compact Torus Plasma
  • 発表場所: Seattle, WA, USA
  • 年月日: 2011-08-18
• [学会発表] SPICA装置を用いた高速CTプラズマの中性粒子フロー化とその定量的評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 福本直之, 宮澤順一, 後藤基志, 高橋俊樹, 菊池祐介, 永田正義, 浅井朋彦, 政宗貞男, 山田弘司
  • 学会等名: 第27回プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: 北海道札幌市(北海道大学学術交流会館)
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] Development of a neutral particle flow fueling system by using a compact torus plasma injector for LHD (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Fukumoto, J. Miyazawa, T. Takahashi, M. Nagata, M. Goto, T. Asai, S. Masamune, Y. Kikuchi, H. Yamada
  • 学会等名: 23rd IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: Daejon, Korea
  • 年月日: 2010-10-12
• [学会発表] Effects of the recombination reaction on a neutralization process of an accelerated compact torus plasma (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Ohshima, T. Takahashi, N. Fukumoto, and M. Nagata
  • 学会等名: The 7th General Scientific Assembly of the Asia Plasma and Fusion Association and the Asia-Pacific Plasma Theory Conference
  • 発表場所: Aomori, Japan
  • 年月日: 20091027-30
• [学会発表] SPICAにおける一段CT加速実験とその応用研究の今後の予定「能動的制御による自己組織化高ベータプラズマの性能改善」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 福本直之
  • 学会等名: 平成21年度NIFS共同研究会
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2009-12-25
• [学会発表] Compact toroid acceleration with a single-stage coaxial electrode and its application to fueling (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Fukumoto, J. Miyazawa, Y. Kikuchi, M. Nagata, T. Takahashi, T. Asai, T. Takahashi, S. Masamune, A. Sanpei, M. Inomoto and M. Irie
  • 学会等名: 19th International Toki Conference(ITC19) on Advanced Physics in Plasma and Fusion Research
  • 発表場所: 岐阜県土岐市(セラトピア土岐)
  • 年月日: 2009-12-09
• [学会発表] SPICA装置のCT生成加速部電源一段化と高速中性粒子フロー生成への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 福本直之, 宮澤順一, 菊池祐介, 永田正義, 高橋俊樹, 浅井朋彦, 高橋努, 政宗貞男, 三瓶明希夫, 井通暁, 入江克
  • 学会等名: 第26回プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: 京都市(京都市国際交流会館)
  • 年月日: 2009-12-04
• [学会発表] Monte-Carlo simulation on a neutralization process of an accelerated compact torus plasma (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii, T. Ohshima, T. Takahashi, N. Fukumoto, M. Nagata
  • 学会等名: 21st International Conference on Numerical Simulation of Plasmas
  • 発表場所: Lisbon, Portuga
  • 年月日: 2009-10-06
• [学会発表] Development of a highlyefficient fueller of fast gas jet using a compact torus injector (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Fukumoto, J. Miyazawa, Y. Kikuchi and M. Nagata
  • 学会等名: US-Japan Workshop on Innovative confinement concepts based on self-organization and active control
  • 発表場所: Kusatsu, Japan
  • 年月日: 2009-09-09