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2011 年度 実績報告書

直線磁化プラズマにおけるイオン温度揺動の観測及び揺動駆動輸送の評価

研究課題

研究課題/領域番号 23360414
研究種目

基盤研究(B)

研究分野 核融合学
研究機関九州大学

研究代表者

稲垣 滋  九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (60300729)

キーワードプラズマ / 乱流輸送 / 温度勾配不安定性 / イオン温度揺動 / プローブ
研究概要

本研究では、(1)温度勾配不安定性を実験室プラズマ中に励起し、密度揺動、電位揺動に加え温度揺動を計測する、(2)温度勾配不安定性が駆動する磁場を横切る粒子束と熱流束の観測、zonal flowなどの他の不安定性との非線形競合過程の同定により、温度勾配不安定性の輸送への影響を明らかにする、事を目的とする。
本研究の重要な要素は揺動の励起、計測、揺動駆動輸送の評価である。平成23年度は九州大学直線乱流プラズマ実験装置PANTAを用いて、それぞれの基礎となる理論・技術の検証を行い有効性が確認できた。揺動励起では温度勾配不安定性励起をめざし、Hollowな密度分布形成を試みた。背景中性粒子密度を制御する事で密度分布が制御可能である事を検証した。背景中性粒子密度を低くする事で中心部が平坦又は弱いHollowな密度分布が形成される。温度揺動計測としては、シングルプローブ及びダブルプローブ法による電子温度計測にconditional sampling法を適用し、浮遊電位揺動又は密度揺動に同期した温度揺動成分の抽出に成功した。並行して揺動伝搬位相差を補償するトリプルプローブによる温度揺動計測と比較・検証を行った。イオン温度計測としては5chのイオンセンシティブプローブの設計が完了した。イオンセンシティブプローブに今回検証したconditional sampling法を適用する。揺動駆動輸送の評価としては、温度揺動による熱流束の評価を行った。これまで評価が難しかった拡散的な熱流束の見積もり及び従来から観測されてきた対流的な熱流束との比較を行った。ドリフト波の場合、拡散的熱流束は対流的熱流束よりも無視できるほど小さい。一方、ドリフト波の特徴を持たない非線形励起されたと考えられる揺動では、拡散的熱流束は全熱流束に大きく寄与する事が分かった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

上記で示した研究遂行のために必要な3つの要素全てに対して予定通り、その基盤の確認・検証が完了し、プロジェクトの見通しが得られたため。

今後の研究の推進方策

本年度でプローブを用いた接触型計測による温度揺動計測の展望が得られた。今後はプローブによる温度計測を積極的に活用し、研究を加速する。将来を見据えた非接触型計測であるレーザー計測についてはアセスメントを進め、プローブ計測に対する相補的な役割を明確にする。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Bi-Coherence Analysis of Fluctuations with Long Distance Correlation in Toroidal Plasmas2012

    • 著者名/発表者名
      S.Inagaki, et al
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 81 ページ: 034501 1-5

    • DOI

      10.1143/JPSJ.81.034501

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time Evolution of Power Spectrum in Spontaneous Transition in Cylindrical Magnetized Plasma2012

    • 著者名/発表者名
      T.Kobayashi, S.Inagaki, et al
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Res

      巻: (掲載決定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observations of intermittent structures in the periphery of cylindrical linear plasma in PANTA2012

    • 著者名/発表者名
      N.Ohyama, …, S.Inagaki, et al
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Res

      巻: (掲載決定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Edge Electron Temperature Fluctuation by the Use of Fast Voltage Scanning Method on TST-22011

    • 著者名/発表者名
      Y.Nagashima, et al
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Res

      巻: 6 ページ: 2402036 1-5

    • DOI

      10.1585/pfr.6.2402036

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Electron Temperature Fluctuations Using Two Different Probe Techniques in Plasma Assembly for Nonlinear Turbulence Analysis (PANTA)2011

    • 著者名/発表者名
      K.Kawashima, …, S.Inagaki, et al
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Res

      巻: 6 ページ: 2406118 1-4

    • DOI

      10.1585/pfr.6.2406118

    • 査読あり
  • [学会発表] Observation of dynamic behavior of electron temperature in PANTA2011

    • 著者名/発表者名
      K.Kawashima
    • 学会等名
      14th Assembly of Kyushu-Okinawa-Yamaguchi Branch, Japan Society of Plasma Science and Fusion Research
    • 発表場所
      Oita University
    • 年月日
      2011-12-17
  • [学会発表] Magneic fluctuation measurement by magnetic probes in PANTA2011

    • 著者名/発表者名
      T.Yamashita
    • 学会等名
      14th Assembly of Kyushu-Okinawa-Yamaguchi Branch, Japan Society of Plasma Science and Fusi on Research
    • 発表場所
      Oita University
    • 年月日
      2011-12-17
  • [学会発表] Configurations of flows in a cylindrical plasma device2011

    • 著者名/発表者名
      S.Oldenburger
    • 学会等名
      21th International Toki Conference on "Integration of Fusion Science and Technology for Steady State Operation"
    • 発表場所
      Ceratopia Toki
    • 年月日
      2011-11-30
  • [学会発表] Evaluation of Electron Temperature Fluctuations Using a Conditional Technique on PANTA2011

    • 著者名/発表者名
      S.Yamada
    • 学会等名
      21th International Toki Conference on "Integration of Fusion Science and Technology for Steady State Operation"
    • 発表場所
      Ceratopia Toki
    • 年月日
      2011-11-30
  • [学会発表] The radial profile measurement of electron temperature fluctuation in PANTA2011

    • 著者名/発表者名
      K.Kawashima
    • 学会等名
      Plasma Conference 2011
    • 発表場所
      Ishikawa Ongakudo
    • 年月日
      2011-11-23
  • [学会発表] Edge Ion Saturation Current Fluctuation Measurement in PANTA2011

    • 著者名/発表者名
      N.Ohyama
    • 学会等名
      Plasma Conference 2011
    • 発表場所
      Ishikawa Ongakudo
    • 年月日
      2011-11-23
  • [備考]

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K003094/index.html

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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