球状RFPにおけるヘリカル配位への遷移とプラズマ閉じ込めの高性能化

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360390
• 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: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 政宗 貞男 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (00157182)
• 研究分担者: 比村 治彦 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (30311632) ; 三瓶 明希夫 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 助教 (90379066)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: プラズマ・核融合 / 自己組織化 / エネルギー全般

研究概要

球状RFPではヘリカル配位に遷移する確率が高いことを明らかにした.このヘリカルRFP配位で磁気計測と軟X線イメージング計測を実施し,高温//高密度のヘリカルコアの存在と電子エネルギー輸送障壁に対応する放射強度分布の勾配形成を確認した.さらにm/n=1/2キンク不安定性(RWM)のフィードバック安定化により,放電時間を50%以上伸長させた.トムソン散乱電子温度測定により,Ip~120kAで～200eV,電子ベータ値が10%程度のRFPプラズマ生成を確認した.電子系に関してRELAXの目標値を達成した.

研究成果

• [雑誌論文] Asymmetric toroidal flux generation due to phase locking of internally resonant tearing modes in the RELAX reversed-field pinch (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Ikezoe, S. Masamune, K. Oki, A. Sanpei, H. Himura, T. Onchi, A. Hirose
  • 雑誌名: Plasma Phys. Control. Fusion 巻: 15005 ページ: 55
  • DOI: DOI:10.1088/0741-3335/55/1/015005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase Locking and Unlocking Associated with Transition to Quasi-Single Helicity State in RELAX Reversed Field Pinch (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Ikezoe, S. Masamune, K. Oki, A. Sanpei, H. Himura, T. Onchi, A. Hirose
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: No.11 ページ: 81
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.81.115001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling of Formation of Helical Structures in Reversed-Field Pinch (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Mizuguchi, A. Sanpei, S. Fujita, K. Oki, H. Himura, S. Masamune, K. Ichiguchi
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res 巻: 2403117 ページ: 7
  • DOI: DOI:10.1585/pfr.7.2403117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Initial Result of Time-Resolved Vertical Soft X-Ray Imaging System in Low-A RFP (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Sanpei, K. Oki, D. Fukahori, K. Deguchi, S. Nakaki, K. Nishimura, H. Himura, S. Masamune, S. Ohdachi, N. Nishino, T. Onchi
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res 巻: 2402052 ページ: 7
  • DOI: DOI:10.1585/pfr.7.2402052
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of quasi-single-helicity states in a low-aspect-ratio RFP (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Oki, D. Fukahori, K. Deguchi, S. Nakaki, A. Sanpei, H. Himura, S. Masamune, R. Paccagnella
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res 巻: 1402028 ページ: 7
  • DOI: DOI:10.1585/pfr.7.1402028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tangential Image of Helical SXR Emissivity Structure in Low-Aspect-Ratio RFP (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Sanpei, K. Oki, M. Nakamura, A. Higashi, H. Motoi, D. Fukahori, H. Himura, S. Masamune, S. Ohdachi, N. Nishino, T. Onchi, R. Ikezoe
  • 雑誌名: IEEE Transaction Plasma Science 巻: 2410 ページ: 39
  • DOI: DOI:10.1109/TPS.2011.2160369
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Helical Structure by Imaging Diagnostics in a Low-Aspect-Ratio Reversed Field Pinch (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Onchi, R. Ikezoe, K. Oki, A. Sanpei, H. Himura, S. Masamune, N. Nishino, H. Koguchi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 114501 ページ: 80
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.80.114501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Initial Result of Successive SXR Imaging Measurement in Low-A RFP (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Sanpei, K. Oki, M. Nakamura, A. Higashi, H. Motoi, D. Fukahori, H. Himura, S. Masamune, S. Ohdachi, N. Nishino, T. Onch, R. Ikezoe
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res 巻: 2406096 ページ: 6
  • DOI: DOI:10.1585/pfr.6.2406096
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of pressure-driven MHD instabilities on confinement in reactor-relevant high-beta helical plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Y. Watanabe, S. Masamune, Y. Takemura, H. Funaba, S. Sakakibara, F. Watanabe, K. Tanaka, S. Ohdachi, K. Toi, Y. Narushima, and LHD Experiment Group
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 巻: 056119 ページ: 18
  • DOI: DOI:10.1063/1.3592675
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extended operational regimes and MHD behavior in a low-aspect-ratio reversed field pinch in RELAX (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Ikezoe, K. Oki, T. Onchi, Y. Konishi, M. Sugihara, S. Fujita, A. Sanpei, H. Himura, S. Masamune
  • 雑誌名: Plasma Phys. Control. Fusion 巻: 025003 ページ: 53
  • DOI: DOI:10.1088/0741-3335/53/2/025003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent Progress in Low-A RFP Plasma Research in RELAX (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Sanpei, R. Ikezoe, T. Onchi, K. Oki, M. Sugihara, Y. Konishi, S. Fujita, M. Nakamura, A. Higashi, H. Motoi, H. Himura, S. Masamune
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res 巻: S2063 ページ: 5
  • DOI: DOI:10.1585/pfr.5.S2063
  • 査読あり
• [雑誌論文] Density Regimes of Low-Aspect-Ratio RFP Plasmas in RELAX (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Sugihara, K. Oki, R. Ikezoe, T. Onchi, A. Sanpei, H. Himura, S. Masamune, T. Akiyama, A. Ejiri, K. Sakamoto, K. Nagasaki, V. Zhuravlev
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res 巻: S2061 ページ: 5
  • DOI: DOI:10.1585/pfr.5.S2061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tangential soft-x ray imaging for three-dimensional structural studies in a reversed field pinch (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Onchi, R. Ikezoe, K. Oki, A. Sanpei, H. Himura, S. Masamune
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum 巻: 073502 ページ: 81
  • DOI: DOI:10.1063/1.3455216
  • 査読あり
• [学会発表] RFPの内部構造変化におけるMHD不安定性の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫,政宗貞男,RELAX Group
  • 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
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] RELAXにおける低アスペクト比RFPのMHD不安定性のフィードバック制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中木聖也,政宗貞男他
  • 学会等名: 第29回プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: 春日市
  • 年月日: 20121127-30
• [学会発表] RELAXプラズマの高性能化シナリオ (2012)
  • 著者名/発表者名: 政宗貞男他
  • 学会等名: 第29回プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: 福岡県春日
  • 年月日: 20121127-30
• [学会発表] 軟X線イメージングを用いた低アスペクト比RFPにおける三次元構造の計測と評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫他他
  • 学会等名: 第29回プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: 春日市
  • 年月日: 20121127-30
• [学会発表] RELAXにおける軟X線イメージング計測による2次元電子温度分布測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西村香苗, 政宗貞男他
  • 学会等名: 第29回プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: 春日市
  • 年月日: 20121127-30
• [学会発表] RELAXプラズマのパラメータ領域 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中裕之, 政宗貞男他
  • 学会等名: 第29回プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: 春日市
  • 年月日: 20121127-30
• [学会発表] Evaluation of 3-D Structure in low-aspect-ratio RFP RELAX (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Sanpei, S. Masamune et al.
  • 学会等名: ITC22 P4-43
  • 発表場所: Toki, Japan
  • 年月日: 20121119-22
• [学会発表] Mode control with external fields in the low-aspect-ratio RFP(invited) (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Sanpei et al.
  • 学会等名: 17th Workshop on MHD stability control
  • 発表場所: New York
  • 年月日: 20121105-7
• [学会発表] Evaluation of 3-D structure in RELAX RFP with SXR imaging technique (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Sanpei et al.
  • 学会等名: 54th Annual Meeting of the APS-DPP
  • 発表場所: Providence, USA
  • 年月日: 20121029-1102
• [学会発表] Progress in low-aspect-ratio RFP research in RELAX (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Masamune, et al.
  • 学会等名: 54th Annual Meeting of the APS-DPP
  • 発表場所: Providence, USA
  • 年月日: 20121029-1102
• [学会発表] Direct Observation of soft-X ray filament structure and high current operation in low-aspect-ratio RFP (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Masamune et al.
  • 学会等名: 24th IAEA Fusion Energy Conf
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20121008-13
• [学会発表] 軟X線イメージングによる低アスペクト比RFPの三次元構造の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫他
  • 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
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] 低アスペクト比RFP研究の最近の進展 (2012)
  • 著者名/発表者名: 政宗貞男他
  • 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,神戸市
  • 年月日: 20120628-29
• [学会発表] 非中性プラズマと熱核融合プラズマにおける自己組織化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫他
  • 学会等名: 第61回理論応用力学講演会
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所
  • 年月日: 20120307-09
• [学会発表] Characteristics of MHD mode dynamics in low-A RFP machine RELAX (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Sanpei, S.Masamune, J.K. Anderson et al.
  • 学会等名: 2012 US-Japan MHD Workshop, ITPA-MHD TG and EP Topical group joint meeting
  • 発表場所: NIFS, Japan
  • 年月日: 20120305-07
• [学会発表] 低アスペクト比RFP装置RELAXにおける鞍型コイルを用いたMHD制御実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中木聖也,政宗貞男,RELAX group
  • 学会等名: 核融合科学研究所共同研究会「高ベータプラズマにおける自発的フローと三次元構造の形成」
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 20111219-21
• [学会発表] Tangential and vertical Soft-X ray imaging for three-dimensional structural studies in the RFP (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Sanpei, S. Masamune, RELAX group
  • 学会等名: ITC21
  • 発表場所: Toki, Japan
  • 年月日: 20111128-1201
• [学会発表] RELAXにおける軟X線放射強度分布の時間発展 (2011)
  • 著者名/発表者名: 深堀大佑,政宗貞男,RELAX group
  • 学会等名: PLASMACONFERENCE2011
  • 発表場所: 金沢市
  • 年月日: 20111122-25
• [学会発表] 低アスペクト比RFP装置RELAXの改造と最適化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大木健輔,政宗貞男他
  • 学会等名: PLASMA CONFERENCE2011
  • 発表場所: 金沢市
  • 年月日: 20111122-25
• [学会発表] RELAXにおける低アスペクト比RFP研究の現状と展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 政宗貞男他
  • 学会等名: PLASMA CONFERENCE2011
  • 発表場所: 金沢市
  • 年月日: 20111122-25
• [学会発表] 低アスペクト比RFPにおける3次元構造研究のための二方向軟X線イメージングシステムの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫他
  • 学会等名: PLASMA CONFERENCE2011
  • 発表場所: 金沢市
  • 年月日: 20111122-25
• [学会発表] 3-D soft-X ray imaging diagnostics for the study of MHD mode dynamics in RELAX (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Sanpei, RELAX group
  • 学会等名: 53rd Annual Meeting of the APS-DPP, BP9.00068
  • 発表場所: Salt Lake City, USA
  • 年月日: 20111114-18
• [学会発表] Progress in low-aspect-ratio RFP studies in RELAX (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Masamune
  • 学会等名: 53rd Annual Meeting of the APS-DPP
  • 発表場所: Salt Lake City, USA
  • 年月日: 20111114-18
• [学会発表] Progress in characterization of low-A RFP plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Oki, A. Sanpei, S. Masamune, and RELAX group
  • 学会等名: 15th IEA/RFP Workshop
  • 発表場所: Madison, USA
  • 年月日: 20111010-12
• [学会発表] Time-resolved soft-X ray imaging diagnostics for the study of MHD mode (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Sanpei
  • 学会等名: 15th IEA/RFP Workshop
  • 発表場所: Madison, USA
  • 年月日: 20111010-12
• [学会発表] Scenarios for high-current operation in RELAX (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Masamune
  • 学会等名: 15th IEA/RFP Workshop
  • 発表場所: Madison, USA
  • 年月日: 20111010-12
• [学会発表] Roles of self-organized plasmas in fusion energy science (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Masamune
  • 学会等名: 2nd Int. Symposium of Advanced Energy Science
  • 発表場所: Kyoto Univ., Uji, Japan
  • 年月日: 20110927-28
• [学会発表] Experimental Study of Formation of Vortex Crystal Configuration in Pure Electron Plasma (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Sanpei
  • 学会等名: RIMS Camp-style Seminar
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20110828-31
• [学会発表] Low-aspect-ratio RFP plasma properties in two characteristic regimes in RELAX (invited) (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Masamune
  • 学会等名: Workshop on Innovation in Fusion Science
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 20110816-19
• [学会発表] 球状RFPプラズマにおける画像計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫,政宗貞男他
  • 学会等名: 電気学会プラズマ研究会
  • 発表場所: 大阪工業大学
  • 年月日: 20110807-09
• [学会発表] Control of MHD instabilities with RMP in RFP experiments (2011)
  • 著者名/発表者名: 政宗貞男
  • 学会等名: 核融合科学研究所共同研究会「高ベータプラズマにおけるMHD平衡、安定性及び輸送特性に関する研究」
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 20110127-28
• [学会発表] RFPにおける準単一ヘリカル構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 政宗貞男
  • 学会等名: 核融合科学研究所共同研究研究会「MHD理論研究の進展と課題」
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 20101221-22
• [学会発表] RFPにおける3次元自己組織化とヘリカル系におけるMHDとの関係 (2010)
  • 著者名/発表者名: 政宗貞男
  • 学会等名: 核融合科学研究所共同研究会「高ベータ自己組織化プラズマの閉じ込めと輸送現象」
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 20101216-17
• [学会発表] Development of SXR imaging system for 3-D structural studies in toroidal plasmas (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Sanpei, RELAX Group
  • 学会等名: ITC20
  • 発表場所: Toki, Japan
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] 軟X線イメージングと高速カメラによる低アスペクト比RFPの3次元構造計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三瓶明希夫,RELAX Group
  • 学会等名: 第27回プラ・核学会年会
  • 発表場所: 北大
  • 年月日: 20101130-1203
• [学会発表] 低アスペクト比RFPにおけるトムソン散乱による電子温度測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 元井秀彦,政宗貞男,RELAX Group
  • 学会等名: 第27回プラ・核学会年会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20101130-1203
• [学会発表] サドルコイルアレイによる低アスペクト比RFPプラズマの能動的MHD制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村満,政宗貞男他
  • 学会等名: 第27回プラ・核学会年会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20101130-1203
• [学会発表] 低アスペクト比RFP周辺部の電子密度・電子温度分布測定によるブートストラップ電流の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 東明男,三瓶明希夫,比村治彦,政宗貞男他
  • 学会等名: 第27回プラ核学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20101130-1203
• [学会発表] 低アスペクト比RFPプラズマの軟X線放射強度分布の放電領域 (2010)
  • 著者名/発表者名: 深堀大佑,三瓶明希夫,比村治彦,政宗貞男他
  • 学会等名: 第27回プラ・核学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20101130-1203
• [学会発表] 低アスペクト比RFPプラズマの放電特性と最適化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大木健輔,三瓶明希夫,比村治彦,政宗貞男他
  • 学会等名: 第27回プラ・核学会
  • 発表場所: 20101130-1203
  • 年月日: 20101130-1203
• [学会発表] Initial results from 3-D MHD simulation studies for low-A RFP (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Sanpei, S. Masamune, S. N. Mizuguch et al.
  • 学会等名: 15th Workshop on MHD Stability Control & Joint US-Japan MHD Workshop
  • 発表場所: Madison WI, USA
  • 年月日: 20101115-17
• [学会発表] 3-D self-organization in RFPs with connections to stellarator MHD (invited) (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Masamune
  • 学会等名: 15th Workshop on MHD Stability Control & Joint US-Japan MHD Workshop
  • 発表場所: Madison WI, USA
  • 年月日: 20101115-17
• [学会発表] Optimization of low-aspect-ratio RFP configuration in RELAX (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Masamune
  • 学会等名: 52nd Annual Meeting of the APS-DPP
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 20101108-12
• [学会発表] Overview of RELAX (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Masamune
  • 学会等名: 2010 USTC International Workshop of RFP
  • 発表場所: Hefei, China
  • 年月日: 20101018-19
• [学会発表] Characteristics of extremely deep reversal and Quasi-Single- Helicity (QSH) states in a low-aspect-ratio RFP (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Sanpei, S. Masamune
  • 学会等名: 23rd IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: Daejon, Republic of Korea
  • 年月日: 20101010-16
• [学会発表] Mode structure of global MHD instabilities and its effect on plasma confinement in LHD (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Masamune
  • 学会等名: 23rd IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: Daejon, Republic of Korea
  • 年月日: 20101010-16
• [学会発表] RELAXにおける低アスペクト比RFP平衡配位とMHD不安定性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 政宗貞男,三瓶明希夫,比村治彦他
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大
  • 年月日: 20100923-26
• [学会発表] RFPプラズマで観測された準ヘリカル磁場構造(シンポジウム講演) (2010)
  • 著者名/発表者名: 政宗貞男
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大
  • 年月日: 20100923-26
• [学会発表] Experimental research on low-aspect-ratio RFP (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Oki, A. Sanpei, H. Himura, S. Masamune et al.
  • 学会等名: The 5th Japan-Korea Seminar on Advanced Diagnostics for Steady-State Fusion Plasma
  • 発表場所: Oita, Japan
  • 年月日: 20100826-29
• [学会発表] RELAX における低アスペクト比RFP 配位の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 政宗貞男他
  • 学会等名: 第8回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 高山市民文化会館,岐阜県高山市
  • 年月日: 20100610-11
• [学会発表] Contribution of KIT to LHD -Topics from collaboration research on MHD phenomena in LHD- (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Masamune
  • 学会等名: 14th IEA/RFP Workshop
  • 発表場所: Consorzio RFX, Padova, ITALY
  • 年月日: 20100426-28
• [学会発表] Helically deformed plasma in RELAX -experiments and 3-D MHD simulation- (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Sanpei
  • 学会等名: 14th IEA/RFP Workshop
  • 発表場所: Consorzio RFX, Padova, ITALY
  • 年月日: 20100426-28
• [学会発表] Equilibrium and Stability of RELAX (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Masamune
  • 学会等名: 14th IEA/RFP Workshop
  • 発表場所: Consorzio RFX, Padova, ITALY
  • 年月日: 20100426-28
• [備考]
  • URL: http://nuclear.es.kit.ac.jp/new/