| 研究課題/領域番号 |
25420893
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 核融合科学研究所 |
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研究代表者 |
小林 政弘 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (30399307)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | ストキャスティック磁場 / 高Ｚ不純物 / 数値シミュレーション / 可視分光計測 / 国際研究者交流 ドイツ、アメリカ |
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| 研究概要 |
本研究目的の１つである、磁場構造と不純物輸送との関係を詳しく調べるために、これまで準備を進めてきた周辺部２次元可視分光計測系のチャンエル数の拡張を行った。従来の４０チャンネルから１３０チャンネルまで増強し、より広範囲の観測が可能となった。これにより、ダイバータ板から、ダイバータレグ、Ｘ点およびストキャスティック領域までの範囲が観測領域に入ることになった。また、この増強に伴い、既存の分光器の光学系の改良を行った。さらに、タングステンランプを用いて光学系の絶対較正を行った。これにより、可視領域での発光から、各種不純物の発生量などを定量的に評価する準備が整った。
得られた計測系を用いて水素、炭素、鉄からの発光分布を観測した。また、クリプトンパフ実験を行い、その発光分布も取得した。特に水素、炭素の発光の空間分布について重点的に解析を行い、以下のことが明らかになった。１．ダイバータ板付近のチャンネルから炭素の化学スパッタリングに起因すると考えられるＣＨバンドの発光線を観測することができた。今後、分光器の較正係数を用いてその発生量の評価を行う。２．低～中密度運転時には、炭素イオンC1+, C2+, C3+の発光はいずれもダイバータレグのＸ点付近でもっとも強くなっている。２．その後、更に密度を上げてプラズマがデタッチメント遷移すると、発光はC2+、C3+へと移行する。３．デタッチメント遷移後のC3+の発光は主にC4+からの再結合によって起こっている。４．水素の発光から、デタッチメント遷移後は最外殻磁気面に沿って水素の体積再結合が起こっている。
不純物輸送解析に用いる３次元シミュレーションコードについて、磁力線に垂直方向の輸送係数を空間的に変化できるように改良を行った。これにより、背景プラズマの不純物輸送への影響をより詳細に取り入れることが可能になった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初の計画では平成２５年度において高Ｚ不純物の発生量の定量的な同定を行う予定であった。現在のところ、分光器の絶対較正は終わっているが、その較正係数を用いた鉄、クリプトンなどの絶対量評価には到っていない。ただし、絶対評価に必要な計測系の立ち上げは終わっているため、今後データ解析を精力的に進めることにより、当初の予定通りに研究を遂行する。
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| 今後の研究の推進方策 |
不純物輸送の定量的な評価に必要な計測系の立ち上げは完了した。今後はこれを用いて得られたデータの解析を行う。特に高Ｚ不純物（鉄、クリプトン）の発生量（導入量）の定量評価を行い、さらに真空紫外分光から最外殻磁気面付近の不純物量の同定を行うことにより、ストキャスティック磁場による不純物遮蔽効果の定量評価を行っていく。また、磁場配位、プラズマパラメータを系統的に変化させて、これらのパラメータ依存性についても調べていく。
不純物輸送コードについても、実験とのより詳細な比較ができるように改良を行ったので、これと実験データを組み合わせて既存の不純物輸送モデルの検証にとりかかる。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
年度当初に予定していた学会発表における旅費が、航空運賃の変動などにより軽減されたこと、および分光器の調整作業の経費についても節約できたため、若干の残りが生じた。
生じた繰り越しについては、平成２６年度の旅費および物品費として使用する予定である。
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