|
本研究では、トカマク式核融合炉においてプラズマ周辺部に形成される輸送障壁によって閉じ込めが改善される高閉じ込めモード（Hモード）を対象として、周辺プラズマ構造と周辺部に局在する不安定性に及ぼす影響を理解し、将来の核融合炉における周辺プラズマ性能を定量的に予測することを目的としている。特に周辺ペデスタル構造は炉心プラズマ全体の閉じ込めや核融合炉の出力に対する境界条件となるため適切な予測とその制御が求められる。近年、炉心プラズマの高プラズマ圧力化で起こる磁気軸シフトが周辺プラズマ部のMHD不安定性を抑制することが示され、周辺プラズマはプラズマ境界近傍で局所的な特性を持つものではなく、プラズマ全体との大域的な相互作用の下でその性質が決定されることが分かってきた。そこで本研究では、プラズマ断面形状が大きく異なる英国カラム核融合研究センターJET及び量子科学技術研究開発機構JT-60において、磁気軸シフトが周辺プラズマ構造に及ぼす影響とプラズマ断面形状の関係を解明した。炉心プラズマが高圧力化すると、プラズマの楕円度によらず、周辺プラズマ圧力は三角度とともに上昇した。高楕円度では、三角度とともに周辺圧力勾配が増加するが、周辺輸送障壁幅は変化しなかった。一方で、低楕円度では周辺圧力勾配が低下するが、周辺輸送障壁幅が増加した。特に高三角度・低楕円度では、高プラズマ圧力化により、圧力駆動型のMHD不安定性が発生し、圧力勾配が低下するが、輸送障壁幅が広がり、周辺プラズマ圧力を高く維持できることを示した。本研究成果は2016年10月に京都で開催されたIAEA核融合エネルギー会議において口頭発表に選抜された。
|
