低周波波動による高ベータプラズマの加熱とフロー駆動

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22686085
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 井 通暁 東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (00324799)
• 研究協力者: 神尾 修治 自然科学研究機構, 核融合科学研究所, 助教 (80795525) ; 伊井 亨 東京大学, 工学系研究科, 博士後期課程 ; 桑波田 晃弘 東京大学, 工学系研究科, 博士後期課程 ; 板垣 宏知 東京大学, 新領域創成科学研究科, 博士後期課程 ; 渡辺 岳典 東京大学, 新領域創成科学研究科, 博士後期課程 ; 山崎 広太郎 東京大学, 工学系研究科, 博士後期課程
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: プラズマ・核融合 / プラズマ加熱 / 高ベータプラズマ

研究概要

プラズマ合体時に発生する磁気リコネクションは、イオンサイクロトロン周波数帯から低域混成周波数帯までの広範な揺動をプラズマ中の高ベータ領域に直接励起することができ、エネルギー変換の一部を担いうる。ガイド磁場のある場合には、単色大振幅磁場揺動が運動論的アルヴェン波として励起されるが、この揺動が担うエネルギーはイオン加熱の支配的要因ではない。ガイド磁場の無い場合には、極低周波の巨視的な揺動が励起されており、これはシアアルヴェン波としてイオンフローを直接的に駆動し、最終的にイオン温度に至るエネルギーフローの大部分を担いうることから、高ベータプラズマ加熱手段として有効であると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] プラズマ合体時の磁気リコネクションにおける軟X 線放射の観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 牛木知彦, 井通暁, 小口治久
  • 雑誌名: 電気学会論文誌A 巻: Vol.134, No.9(掲載予定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] スライド型2 次元トムソン散乱計測を用いた球状トカマク合体時の電子加熱の定量的評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 郭学瀚, 井通暁, 小野靖
  • 雑誌名: 電気学会論文誌A 巻: Vol.134, No.9(掲載予定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitigation of rotational instability of high-beta field-recersed configuration by double-sided magnetized plasmoid injection (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Itagaki, T. Asai, M. Inomoto, Ts. Takahashi
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 巻: 21 ページ: 030703
  • DOI: 10.1063/1.4868434
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasmoid-Induced Pull Reconnection Experiments in University of Tokyo Spherical Tokamak (2013)
  • 著者名/発表者名: T.G Watanabe, Y. Ono, T. Yamada, S. Kamio, Q.H. Cao, H. Itagaki, K. Takemura, K. Yamasaki, K. Ishiguchi, M. Inomoto
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Res 巻: 8 ページ: 2401148
  • DOI: 10.1585/pfr.8.2401148
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Quasi-steady Equilibrium Field System for Plasma Merging ST Startup Experiments on the UTST Device (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Itagaki, M. Inomoto, S. Kamio, Q.H. Cao, K. Takemura, K. Yamasaki, T.G. Watanabe, T. Yamada
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Res 巻: 8 ページ: 1402139
  • DOI: 10.1585/pfr.8.1402139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Initiation of Impulsively Fast Magnetic Reconnection Induced by Current Sheet Ejection (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, S. Kamio, A. Kuwahata, T.G. Watanabe, K. Yamasaki, K. Kadowaki, T. Ito, Y. Kaminou, T. Yamada, Y. Ono
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Res 巻: 8 ページ: 2401112
  • DOI: 10.1585/pfr.8.2401112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Study of Two-fluid Effect during Magnetic Reconnection in the UTST Merging Experiment (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Yamasaki, S. Kamio, K. Takemura, Q.H. Qao, T.G. Watanabe, H. Itagaki, T. Yamada, M. Inomoto, Y. Ono
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Res 巻: 8 ページ: 2401130
  • DOI: 10.1585/pfr.8.2401130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excitation and propagation of electromagnetic fluctuations with ioncyclotron range of frequency in magnetic reconnection laboratory experiment (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, A. Kuwahata, H. Tanabe, Y. Ono
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 巻: 20 ページ: 061209
  • DOI: 10.1063/1.4811469
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability and confinement improvement of a oblate field-reversed configuration by using neutral beam injection (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ii, M. Inomoto, K. Gi, T. Umezawa, T. Ito, K. Kadowaki, Y. Kaminou, Y. Ono
  • 雑誌名: Nucl. Fusion 巻: 53 ページ: 073002
  • DOI: 10.1088/0029-5515/53/7/073002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron Acceleration by Magnetic Reconnection During Spherical Tokamak Merging Experiment (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Kamio, K. Yamasaki, K. Takemura, Q.H. Cao, T. G. Watanabe, H. Itagaki, T. Tsutsui, K. Ishiguchi, R. Imazawa, T. Yamada, C.Z. Cheng, M. Inomoto, Y. Takase, Y. Ono
  • 雑誌名: 電気学会論文誌A 巻: 133-A ページ: 166-172
  • DOI: 10.1541/ieejfms.133.166
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Multi-channel Doppler Spectroscopic Measurement System Using 8x8 Mutlianode Photomultiplier Tube Assembly (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kamio, N. Suzuki, Q.H. Cao, T.G. Watanabe, K. Abe, M. Sakumura, K. Ishiguchi, R. Imazawa, T. Yamada, M. Inomoto, Y. Ono
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 83 ページ: 083103
  • DOI: 10.1063/1.4739774
  • 査読あり
• [雑誌論文] 磁気リコネクションを介した異極性プラズマ合体実験における低周波磁場揺動の計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 桑波田晃弘, 田辺博士, 伊藤慎悟, 井通暁, 小野靖
  • 雑誌名: 電気学会論文誌A 巻: 132-A ページ: 233-238
  • DOI: 10.1541/ieejfms.132.233
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Helicity Injection Mechanism for Double-Null Startup of the UTST Spherical Tokamak Plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: T. G. Watanabe, Y. Ono, T. Yamada, S. Kamio, Q. Cao, N. Suzuki, K. Ishiguchi, M. Inomoto
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Res 巻: 6 ページ: 1202131
  • DOI: 10.1585/pfr.6.1202131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low Frequency Magnetic Fluctuations during Magnetic Reconnection in Laboratory Experiment (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Kuwahata, H. Tanabe, S. Ito, M. Inomoto, Y. Ono
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Res 巻: 6 ページ: 1201127
  • DOI: 10.1585/pfr.6.1201127
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multipoint Spectroscopic Measurement of Spherical Tokamak Heating by Magnetic Reconnection in UTST (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Kamio, Q.H. Cao, K. Abe, M. Sakumura, N. Suzuki, T. Watanabe, K. Ishiguchi, R. Imazawa, T. Yamada, M. Inomoto, Y. Ono
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Res 巻: 6 ページ: 2402033
  • DOI: 10.1585/pfr.6.2402033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Effective Power Supply Using Electric Double Layer Capacitor for Static Magnetic Field Coils in Fusion Plasma Experiments (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, K. Abe, T. Yamada, A. Kuwahata, S. Kamio, Q.H. Cao, M. Sakumura, N. Suzuki, T. Watanabe, Y. Ono
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 82 ページ: 023502
  • DOI: 10.1063/1.3553283
  • 査読あり
• [学会発表] Overview of UTST/TS-4 experiments (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, TS group
  • 学会等名: The Second A3 Foresight Workshop on Spherical Torus (ST)
  • 発表場所: Tsinghua Univ. Beijing, China
  • 年月日: 2014-01-06
• [学会発表] Laboratory Experiment of Magnetic Reconnection between Merging Flux Tubes with Strong Guide Field (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, S. Kamio, A. Kuwahata, Y. Ono, TS group
  • 学会等名: 2013 AGU Fall meeting
  • 発表場所: Moscone center, San Francisco, CA, USA
  • 年月日: 2013-12-09
• [学会発表] Current profiles of high-beta compact toroids formed by plasma merging (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, T. Ii, A. Kuwahata, T.G. Watanabe, K. Yamasaki, M. Annoura, Y. Kaminou, Y. Ono
  • 学会等名: 2013 US-Japan Workshop on "Advanced controll and Confinement Improvement of Innovative Compact Toroidal Configurations"
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 2013-09-24
• [学会発表] 磁気リコネクション室内実験における非定常性と高速化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井通暁, 神尾修治, 桑波田晃弘, 渡辺岳典, 伊藤大智, 門脇和丈, 竹村剛一良, 山崎広太郎, 山田琢磨, 小野靖
  • 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(広島県)
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] Overview of UTST plasma merging experiment (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, T. Yamada, S. Kamio, H. Itagaki, Q.H. Cao, T.G. Watanabe, K. Yamasaki, K. Takemura, A. Wang, Y. Takase, Y. Ono
  • 学会等名: The First A3 Foresight Workshop on Spherical Torus (ST)
  • 発表場所: Seoul National Univ, Seoul, Korea
  • 年月日: 2013-01-15
• [学会発表] Initiation of impulsively fast magnetic reconnection induced by current sheet ejection (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, Y. Hayashi, H. Tanabe, T. Ii, A. Kuwahata, T. Ito, K. Kadowaki, Y. Kaminou, T. Yamada, Y. Ono
  • 学会等名: 22nd International Toki Conference "Cross-Validation of Experiments and Modeling for Fusion and Astrophysical Plasmas"
  • 発表場所: セラトピア土岐(岐阜県)
  • 年月日: 2012-11-19
• [学会発表] Generation of toroidal shear flow in oblate FRCs formed by counter-helicity plasma merging (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, T. Ii, H. Oka, Y. Kaminou, H. Tanabe, A. Kuwahata, Y. Ono, and TS group
  • 学会等名: CT2012 - Advanced Controls and Diagnostics for Confinement Improvement of Compact Toroids
  • 発表場所: Newport Beach, CA, USA
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] 磁気リコネクション室内実験における電流シート近傍の波動励起 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井通暁, 桑波田晃弘, 高博シン, 小野靖
  • 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(神奈川県)
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Fast magnetic reconnection with plasmoid / current sheet ejection events in laboratory experiment (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, Y. Hayashi, Y. Ono
  • 学会等名: 39th COSPAR Scientific Assembly
  • 発表場所: Mysore, India
  • 年月日: 2012-07-18
• [学会発表] Laboratory experiment of magnetic reconnection in the presense of strong guide field (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, S. Kamio, A. Kuwahata, T.G. Watanabe, K. Yamasaki, B. Gao, Y. Ono
  • 学会等名: 12th International Workshop on Interrelationship between Plasma Experiments in the Laboratory and in Space(IPELS2013)
  • 発表場所: 白馬東急ホテル(長野県)
  • 年月日: 2012-07-04
• [学会発表] Excitation of Large-amplitude magnetic Fluctuation in Plasma Merging Experiment (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, A. Kuwahata, B. Gao, H. Tanabe, T. Ito, Y. Ono, and TS group
  • 学会等名: US-Japan Workshop on Magnetic Reconnection MR2012
  • 発表場所: Princetion, NJ. USA
  • 年月日: 2012-05-24
• [学会発表] 磁気リコネクション室内実験における電流シート近傍の磁場および静電揺動計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井通暁, 桑波田晃弘, 高博シン, 小野靖
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫県)
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] 磁気リコネクション室内実験の進展 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井通暁, 小野靖, 林由記, 田辺博士, 桑波田晃弘, TS グループ
  • 学会等名: 日本天文学会2012年春季大会
  • 発表場所: 龍谷大学(京都府)
  • 年月日: 2012-03-22
• [学会発表] Excitation of Low Frequency Electromagnetic Waves in Magnetic Reconnection Laboratory Experiment (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, A. Kuwahata, S. Ito, H. Tanabe, Y. Hayashi, P. Copinger, T. Ii, B. Gao, T. Ito, T. Yamada, Y. Ono
  • 学会等名: Fifth Hinode Science Conference
  • 発表場所: Cambridge, Massachusetts, USA
  • 年月日: 2011-10-13
• [学会発表] Wave and Plasmoid Mediated Reconnections in Laboratory Experiments (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, Y. Hayashi, S. Ito, P. Copinger, S. Kamio, H. Tanabe, T. Ii, A. Kuwahata, Q.H. Cao, H. Itagaki, H. Sakamoto, A. Matsuda, S. Inoue, K. Gi, N. Suzuki, G. Watanabe, T. Yamada, Y. Ono
  • 学会等名: 11th International Workshop on Interrelationship between Plasma Experiments in the Laboratory and in Space(IPELS)
  • 発表場所: Whistler, Canada
  • 年月日: 2011-07-15
• [学会発表] Kinetic behaviors of energetic ions in oblate field-reversed configuration (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Inomoto, H. Imanaka, Y. Hayashi, S. Ito, Y. Ito, H. Nonaka, H. Tanabe, T. II, K. Suzuki, A. Kuwahata, T. Sakamoto, A. Matsuda, A. Azuma, Y. Nemoto, A. Ohsaki, T. Asai, Y. Ono
  • 学会等名: 23rd IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: Daejon, Korea
  • 年月日: 2010-10-15
• [備考] 小野靖・井通暁研究室ホームページ
  • URL: http://tanuki.t.u-tokyo.ac.jp