反転磁気シア配位プラズマ中の高速イオン励起MHD不安定性の高速イオン輸送への影響

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360457
• 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: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 東井 和夫 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (20093057)
• 研究分担者: 長壁 正樹 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (90280601) ; 磯部 光孝 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00300731)
• 連携研究者: 大舘 暁 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00270489) ; 井戸 毅 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (50332185) ; 徳沢 季彦 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (90311208) ; 清水 昭博 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (00390633) ; 尾崎 哲 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (50183033) ; 藤堂 泰 核融合科学研究所, シミュレーション科学研究部, 教授 (00249971) ; 松永 剛 日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究員 (10391260)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: アルファ粒子 / アルヴェン固有モード / 反転磁気シア / 高周波帯状流 / 高速イオン輸送

研究概要

大型ヘリカル装置(LHD)において中心部で正、周辺部で負の磁気シアを有するトカマクと異なる磁気シア構造の反転磁気シア(RS)配位プラズマ生成し、高速イオンにより反転磁気シアアルヴェン固有モード(RSAE)と高周波帯状流(GAM)とが同時に励起されることを観測した。RSAEとGAMの特性、非線形相互作用及び高速イオンや背景プラズマへの影響についてトカマクRS配位プラズマとの比較を行なった。これはこれら不安定性の体系的・包括的理解に重要である。

研究成果

• [雑誌論文] Beam Ion Losses caused by Magnetic Field Ripples in Various Plasma Parameter Ranges in the Large Helical Device (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ogawa, M. Isobe(磯部光孝), K. Toi(東井和夫), et al.
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: Vol.7 ページ: 24 02014-1-4
  • DOI: DOI:10.1585/pfr.7.2402014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Configuration Effects on Fast Ion Losses Induced by Fast Ion Driven Toroidal Alfven Eigenmodes in the Large Helical Device (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ogawa, M. Isobe(磯部光孝), K. Toi(東井和夫), et al.
  • 雑誌名: Plasma Science and Technology 巻: Vol.14 ページ: 269-272
  • DOI: DOI:10.1088/1009-0630/14/4/01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energetic-ion-driven global instabilities in stellarator/helical plasmasand comparison with tokamak plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Toi(東井和夫), K. Ogawa(小川国大), M. Isobe(磯部光孝), M. Osakabe(長壁正樹), D. A. Spong(ORNL), Y. Todo
  • 雑誌名: Plasma Physics and Controlled Fusion 巻: Vol.53 ページ: 024008-01-33
  • DOI: DOI:10.1088/0741-3335/53/2/024008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observationof energetic-ion losses induced by various MHD instabilities in the Large Helical Device(LHD) (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ogawa, M. Isobe(磯部光孝), K. Toi(東井和夫), D. A. Spong, A. Shimizu, M. Osakabe(長壁正樹), et al.
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: Vol.50 ページ: 084005-01-12
  • DOI: DOI:10.1088/0029-5515/50/8/084005.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Reversed-Shear Alfven Eigenmodes Excited by Energetic Ions in a Helical Plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Toi(東井和夫), F. Watanabe, T. Tokuzawa, K. Ida, S. Morita, T. Ido, A. Shimizu, M. Isobe(磯部光孝), M. Osakabe(長壁正樹), et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: Vol.105 ページ: 145003-1-4
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.105.145003
  • 査読あり
• [学会発表] Observation of MHD Instabilities in an Acoustic Range of Frequency in LHD ECRH Plasmas with Suprathermal Electrons (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Isobe(磯部光孝)
  • 学会等名: 12^<th> IAEA Technical Meeting on Energetic Particles in Magnetic Confinement Systems
  • 発表場所: オースチン(米国)
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] Chracteristics of Energetic-Ion-Driven Geodesic Acoustic Modes in the Large Helical Device(LHD) (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Toi(東井和夫)
  • 学会等名: 12^<th> IAEA Technical Meeting on Energetic Particles in Magnetic Confinement Systems
  • 発表場所: オースチン(米国)
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] Effect of energetic-particle induced n=0 instabilities to bulk-ions on LHD (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Osakabe(長壁正樹)
  • 学会等名: 12^<th> IAEA Technical Meeting on Energetic Particles in Magnetic Confinement Systems
  • 発表場所: オースチン(米国)
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] Role of Low-Order Rational Surfaces in Transport Barrier Formation on the Large Helical Device (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Toi(東井和夫)
  • 学会等名: 23th IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: Daejeon(韓国)
  • 年月日: 20101011-16
• [学会発表] Interplay between Energetic Particles and Alfven Eigenmodes in Toroidal Plasmas (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Toi(東井和夫)
  • 学会等名: 17^<th> International Stellarator/Heliotron Workshop
  • 発表場所: プリンストン(米国)
  • 年月日: 2009-10-16
• [学会発表] Energetic-particle modes driven by suprathermal electrons produced by off-axis second harmonic ECRH in Compact Helical System(CHS) (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Isobe(磯部光孝)
  • 学会等名: 11^<th> IAEA Technical Meeting on Energetic Particles in Magnetic Confinement Systems
  • 発表場所: キエフ(ウクライナ)
  • 年月日: 2009-09-23
• [学会発表] Reversed Shear Alfven Eigenmodes and Geodesic Acoustic Mode in Reversed Magnetic Shear Configuration with Negative Concavity on the Large Helical Device (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Toi(東井和夫)
  • 学会等名: 11^<th> IAEA Technical Meeting on Energetic Particles in Magnetic Confinement Systems
  • 発表場所: キエフ(ウクライナ)
  • 年月日: 2009-09-22
• [学会発表] Clump and Hole formation in the energetic particle spectra by the toroidicity induced Alfven Eigenmodes and their behaviors during the mode activieites (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Osakabe(長壁正樹)
  • 学会等名: 11^<th> IAEA Technical Meeting on Energetic Particles in Magnetic Confinement Systems
  • 発表場所: キエフ(ウクライナ)
  • 年月日: 2009-09-21