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2014 年度 実績報告書

高速二次元画像計測を用いた三次元平衡プラズマの物理の研究

研究課題

研究課題/領域番号 24740368
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

三瓶 明希夫  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 講師 (90379066)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード核燃焼プラズマ / 画像計測 / RFP / 磁場閉じ込め / 自己組織化 / MHD緩和 / トロイダルプラズマ
研究実績の概要

A=2の低アスペクト比逆磁場ピンチ装置において見出されたヘリカル平衡RFP配位(立体磁気軸をもつRFP平衡配位)への遷移現象のダイナミクスを解明するために,軟X線画像を高速で二方向から同時撮像できる機構を構築した.撮像された結果から,平衡再構成と磁力線追跡及びCT技術を用いて内部構造の再構成を行い,周辺磁場揺動が単一モードの成長を示すRFP放電において,ヘリカル様の三次元構造が実現していることを示唆する結果を得た.軟X線に感度のあるAXUVフォトダイオードアレイからなる計測システムを作成し,アレイ二方向の信号からのCTによる断面再構成結果と,SX画像からの再構成結果を比較することで,再構成結果の妥当性の評価を行った,その結果,AXUVアレイからの信号とSX画像からの再構成結果は定性的に良い一致を示し,ヘリカル配位形成時にはm=1テアリングモード起因の大きな磁気島構造が形成されていることを結論づけることができた.また,閉じ込め改善や輸送現象について調べる為に,従来の画像計測システムに改良を加え,吸収法と組み合わせる事で,新たに二次元電子温度分布計測システムを開発した.このシステムを用いて,二次元電子温度画像を撮像することに成功した.
最終年度は,前年度までに開発した計測システムをもちいて,RFP放電の時間発展を詳しく調べた.その結果,ヘリカル遷移現象に伴う温度分布の変化を計測することに成功した.単一モードが支配的な状態では,高温部がヘリカル変形しており,その際に輸送障壁の形成を示唆する結果が得られた.また,平衡に対する壁の寄与について調べる為に,平衡再構成について拡張を行い,壁に流れる渦電流の評価を行った.この結果について,壁の効果を考慮したCCS法による計算結果と比較し,良い一致をみた.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effect on Plasma Performance of a Single MHD Mode Feedback Control in Low-Aspect-Ratio RFP RELAX2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki TANAKA, Sadao Masamune, Seiya Nakaki, Akio Sanpei, Kanae Nishimura, Ryosuke Kodera, Ryota Ueba, Go Ishii, Himura Himura, Roberto Paccagnella
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Res.

      巻: 9 ページ: 1302057-1-4

    • DOI

      10.1585/pfr.9.1302057

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reconstruction of the Eddy Current Profile on the Vacuum Vessel in a Fusion Device using only External Magnetic Sensor Signals2014

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Itagaki, Akio Sanpei, Sadao Masamune, Kiyomasa Watanabe
    • 雑誌名

      WIT Transactions on Modelling and Simulation

      巻: 57 ページ: 149-162

    • DOI

      10.2495/BE370131

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Prototype Diagnostics System to Detect Ultraviolet Emission for Plasma Turbulence2014

    • 著者名/発表者名
      T. Onchi, A. Fujisawa, A. Sanpei
    • 雑誌名

      Rev. Sci. Instrum.

      巻: 85 ページ: 113502-1-3

    • DOI

      10.1063/1.4900660

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 非中性プラズマとRFPプラズマにおける乱流と構造形成2015

    • 著者名/発表者名
      三瓶明希夫
    • 学会等名
      「波動粒子相互作用による粒子加速・輸送及び乱流」研究会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-03-05 – 2015-03-06
  • [学会発表] RFPプラズマのヘリカル構造変化とMHD不安定性2014

    • 著者名/発表者名
      三瓶明希夫
    • 学会等名
      平成26年度NIFS共同研究会「MHDと流体力学における共鳴・分岐・構造形成の理論・シミュレーション研究」
    • 発表場所
      核融合科学研究所
    • 年月日
      2014-12-25 – 2014-12-26
  • [学会発表] 軟X線イメージングを用いた低アスペクト比RFPにおける三次元構造時間発展の計測2014

    • 著者名/発表者名
      三瓶明希夫
    • 学会等名
      PLASMA2014
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
  • [学会発表] Properties of the equilibrium and the eddy current distribution in the vacuum vessel in a low-aspect-ratio RFP RELAX2014

    • 著者名/発表者名
      Akio Sanpei
    • 学会等名
      19th Workshop on MHD Stability Control
    • 発表場所
      Auburn, USA
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-05
    • 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of time evolution of 3-D Structure in RELAX RFP with SXR Imaging Technique2014

    • 著者名/発表者名
      Akio Sanpei
    • 学会等名
      56th Annual meeting of APS-DPP
    • 発表場所
      New Orleands, LA, USA
    • 年月日
      2014-10-27 – 2014-10-31
  • [学会発表] Evaluation of time evolution of 3-D Structure in Low-Aspect-Ratio RFP RELAX with SXR Imaging Technique2014

    • 著者名/発表者名
      Akio Sanpei
    • 学会等名
      Workshop on Exploratory Topics in Plasma and Fusion Research (EPR) and US-Japan Compact Torus (CT) Workshop
    • 発表場所
      Madison, WI, USA
    • 年月日
      2014-08-05 – 2014-08-08
  • [学会発表] MHD mode dynamics on the formation of helical structures in low aspect ratio Reversed Field Pinch plasmas2014

    • 著者名/発表者名
      Akio Sanpei
    • 学会等名
      US-Japan JIFT Workshop on “Recent studies of extended MHD and MHD simulations”
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2014-06-05 – 2014-06-06
  • [備考] プラズマ基礎工学研究室 webページ

    • URL

      http://nuclear.es.kit.ac.jp

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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