局所的密度変動の高速二次元分光計測による核融合プラズマ非接触化機構の解明

2014 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24360383
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 宮澤 順一 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (50300728)
• 連携研究者: 本島 厳 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00509507) ; 森崎 友宏 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (60280591) ; 後藤 基志 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00290916) ; 庄司 守 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00280602) ; 小林 政弘 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (30399307) ; 秋山 毅志 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (80370138) ; 増崎 貴 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (80280593)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 超音速ガスパフ / デタッチメント / 大型ヘリカル装置 / プラズマ実験 / 線強度法 / 二次元計測 / 高速カメラ / ヘリオトロン

研究成果の概要

核融合炉実現に向け、プラズマ対向部（ダイバータ）の熱負荷軽減手法を確立することが急務である。本研究では大型ヘリカル装置のプラズマに対し、全長2.4 mのラバールノズルで生成した超音速ガス流を吹き付けてプラズマ外周領域の密度を局所的に増大させる実験を行った。その結果、外周領域の温度が低下し、輻射損失が増大した。超音速ヘリウムガス流がプラズマに接触し発光する様子を高速カメラで分光計測し、線強度比法によってプラズマ外周部における電子温度及び電子密度の二次元分布を評価した。電子温度は磁気面形状に類似した層状分布に、電子密度分布はガス流とプラズマの接触箇所をピークとする分布になっていることが示された。

自由記述の分野

核融合学、プラズマ理工学