高速イオン閉じ込めに対する磁場のトロイダルリップル成分の寄与に関する研究

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22560819
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 岡田 浩之 京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (50169116)
• 研究期間 (年度): 2010-10-20 – 2014-03-31
• キーワード: プラズマ・核融合 / 高速粒子 / トロイダルリップル / ヘリオトロンJ / ICRF

研究概要

ヘリオトロンJ装置のICRF加熱実験では閉じ込め磁場のコーナー部に設置した同一ポロイダル面での2本のシングルターンのループアンテナを用い、弱磁場側からの波動励起により少数イオン加熱実験を行い高速イオン閉じ込めに対するバンピネスの効果を調べた。バンピネスとしては0．15（高バンピー配位）、0.06（中バンピー配位）、0.01（低バンピー配位）の3条件で実験を行っているが、昨年から調べている2次元の視線方向の高速イオン挙動を分析するため、変化の大きい高バンピネスの場合についてアンテナの片方ずつを用いて加熱を行い、高速イオンを計測した。少数イオンの密度比は0.07から0.10である。ターゲットプラズマは約250kW、70GHzECHで生成、維持しICRFを重畳した。下側アンテナ使用時の少数・水素のエネルギースペクトルを荷電交換中性粒子エネルギー分析器視線の水平角を0°（トーラス軸方向）と6°とに設定し、それぞれの水平角に対して垂直角を変えエネルギースペクトルを観測した。垂直角0°がほぼ磁気軸を含む視線であり、垂直角6°は規格化小半径で約0.4に接する視線に対応する。ICRF入射前のターゲットプラズマのイオン温度は0.2keV以下である。垂直角0°で高速イオンが最も多く生成・閉じ込められていることが分かった。0°から離れると高速イオンは明らかに減少する。両アンテナを用いた昨年度の結果と比較すると、水平角0°での磁気軸に対する非対称性は見られない。磁気軸付近の垂直角0°で高速イオンが多く観測された。-2°、2°の傾きはほぼ同等であった。水平角が6°の場合には、垂直角0°から6°に対してほとんど変化がない。この結果に関しては両アンテナを用いた時と同様である。下側アンテナについても調べたが、傾向は同様であり、上下の位置変化に対しては高速イオン生成・閉じ込めは変化が小さいと考えられる。

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [学会発表] ヘリオトロンJにおけるICRF加熱で生成された高速イオンの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡田浩之、村上弘一郎、小林進二、水内亨、長崎百伸、南貴司、山本聡、大島慎介、武藤敬、木島滋、史楠、臧臨閣、沙夢雨、剣持尚輝、笠嶋慶純、原田伴誉、佐野匠、大谷芳明、丸山正人、野口正樹、中村祐司、佐野史道
  • 学会等名: 第30回プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 20131203-20131206
• [学会発表] Two-Dimensional Distribution of Fast Ions Generated by ICRF Minority Heating in Heliotron J (2013)
  • 著者名/発表者名: H Okada, H.Watada, K.Murakami, S.Kobayashi, H.Y.Lee, T.Mizuuchi, K.Nagasaki, T.Minami, S.Yamamoto, S.Ohshima, T.Mutoh, S.Konoshima, N.Shi, L.Zang, Y.Sugimoto, H.Fukushima, S.Arai, M.Sha, N.Kenmochi, Y.Nagae, K.Kasashima, T.Harada, K.Hashimoto, Y.Nakamura, F.SANO
  • 学会等名: Joint 19th ISHW and 16th RFP workshop
  • 発表場所: Padova, Italy
  • 年月日: 20130916-20130920