ＥＣ加熱変調を用いたＥＬＭ状熱流束模擬による境界プラズマ制御研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560997
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 今井 剛 筑波大学, 数理物質系, 教授 (80354637)
• 研究分担者: 假家 強 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (30451678) ; 南 龍太郎 筑波大学, 数理物質系, 講師 (70370476) ; 中嶋 洋輔 筑波大学, 数理物質系, 教授 (00188939)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 周辺プラズマ / 電子サイクロトロン加熱 / ELM / 熱流束 / GAMMA 10

研究概要

核融合炉で大きな課題であるELMについて、GAMMA 10 装置でのECHパワー変調により、ELM状の熱流模擬を行い、ELM時の熱流の能動制御の基礎データを得ることが目的である。ECH装置改造により、間欠的な発振を可能にし、任意の間欠的な熱流束を発生させることに成功した。この間欠的ECHにより、ベースのプラズマの１０倍以上の熱流束密度10MW/m2を得るとともに、熱流束の径方向分布の測定、熱流の主要粒子の電子の実効温度などを測定し、ECHによる能動的制御性を示し、ELM模擬実験の基礎データを取得した。また、タングステンをターゲットに、間欠的高熱流を照射し、相互作用の初期的データを得た。

研究成果

• [雑誌論文] GAMMA10/PDX Project Staus and Future (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Imai, M. Ichimura, Y. Nakashima, M. Sakamoto, I. Katanuma, M. Yoshikawa, T. Kariya, M. Hirata, J. Kohagura, R. Minami, T. Numakura, R. Ikezoe, K. Oki, K. Sakamoto
  • 雑誌名: Fusion Science and Technology 巻: vol.63, 1T ページ: 8-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of High Power ECH Systems for High and ELM-like Heat Flux in GAMMA 10 Tandem Mirror Minami (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Imai, T. Kariya, T. Numakura, y. Endo, H. Nakabayashi, 他13名
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res. 巻: vol.8, 2402081
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of multi-purpose MW gyrotrons for fusion devices Minami (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kariya, T. Imai, T. Numakura, Y. Endo, H. Nakabayashi, T. Eguchi, T. Shimozuma, S. Kubo, Y. Yoshimura, H. Igami, H. Takahashi, T. Mutoh, S. Ito, H. Idei, H. Zushi, Y. Yamaguchi, K. Sakamoto, Y. Mitsunaka and the GAMMA 10 Group Nucl.
  • 雑誌名: Fusion 巻: vol.53, 063003
  • DOI: 10.1088/0029-5515/53/6/063003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of 28 GHz /35 GHz Dual-Frequency Gyrotron for Fusion Research (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Eguchi, T. kariya, T. Imai, H. Nakabayashi, R. Minami, T. Numakura, R. Kawarasaki, K. Nakazawa
  • 雑誌名: Transactions of Fusion Science and Technology 巻: Vol.63, 1T ページ: 280-282
  • 査読あり
• [雑誌論文] The improvement of the ECH antenna system in the GAMMA 10 (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Nakazawa, T. Imai, T. Kariya, R. Minami, T. Numakura, H. Nakabayashi, T. Eguchi, R. Kawarasaki
  • 雑誌名: Transactions of Fusion Science and Technology 巻: Vol.63, 1T ページ: 274-276
  • 査読あり
• [学会発表] ELM模擬に向けたECH入射電力変調・位置制御による高熱流束生成の基礎実験 (2014)
  • 著者名/発表者名: 南龍太郎, 今井剛, 假家強, 中嶋洋輔, 他
  • 学会等名: 第10回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 20140619-20
• [学会発表] 大型タンデムミラー装置を用いたダイバータ模擬の為の大熱流束プラズマの発生と非接触プラズマ実現に向けた研究の進展 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中嶋洋輔, 坂本瑞樹, 市村真, 今井剛, 假家強, 南龍太郎, 他
  • 学会等名: 第30回プラズマ核融合学会
  • 発表場所: 東工大、東京都
  • 年月日: 20131203-06
  • 招待講演
• [学会発表] Generation and Control of High Intermittent Heat Load Pattern for Divertor Simulation Studies in GAMMA 10 Tandem Mirror (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryutaro Minami, Tsuyoshi Imai, Tsuyoshi Kariya, Yousuke Nakashima, et al
  • 学会等名: 23rd International Toki Conference (ITC-23)
  • 発表場所: Toki, Gifu, Japan
  • 年月日: 20131118-21
• [学会発表] Development of High Power ECH Systems for High and ELM-like Heat Flux in GAMMA 10 Tandem Nirror (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Minami, T. Imai, T. Kariya, T. Numakura, 他
  • 学会等名: 22nd International Toki Conference (ITC-22)
  • 発表場所: Toki, Gifu, Japan
  • 年月日: 20121119-22
• [学会発表] The improvement of the ECH antenna system in the GAMMA 10 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nakazawa, T. Imai, T. Kariya, R. Minami, T. Numakura, H. Nakabayashi, T. Eguchi, R. Kawarasaki and GAMMA10 group
  • 学会等名: Ihe Inter. Conf. on Open Magnetic Systems for Plasma Confinement and the Inter. Workshop on Plasma Material Interaction Facilities for Fusion
  • 発表場所: Tsukuba, Ibaraki, Japan
  • 年月日: 20120827-31
• [学会発表] Development of MW Gyrotrons for Fusion Devices by University of Tsukuba (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Minami, T. Kariya, T. Imai, T. Shimozuma, K. Sakamoto, 他14名
  • 学会等名: 24th IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] ECH Power Modulation in GAMMA 10 Tandem Mirror (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Minami, T. Kariya, T. Imai, 他
  • 学会等名: Plasma Conference 2011(プラズマ核融合学会・物理学会合同学会)
  • 発表場所: Kanazawa
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] Improvement of the Central cell ECRH Antenna in GAMMA 10 (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Aoki, T. Imai, T. Kariya, R. Minami, 他
  • 学会等名: Plasma Conference 2011(プラズマ核融合学会・物理学会合同学会)
  • 発表場所: Kanazawa
  • 年月日: 2011-11-23