2005 Fiscal Year Annual Research Report
トロイダルプラズマにおけるポロイダル構造と輸送の研究
Project/Area Number |
05J04275
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Research Institution | National Institute for Fusion Science |
Principal Investigator |
糟谷 直宏 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 日本学術振興会特別研究員(PD)
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Keywords | トロイダルプラズマ / ポロイダルショック / Hモード / 遷移 / 電極バイアス / 粒子ピンチ / ドリフト波乱流 / 非線形結合 |
Research Abstract |
本研究の目的はトロイダルプラズマの輸送過程で形成されるポロイダル構造を中心とする多次元構造がプラズマの閉じ込めに与える影響を明らかにすることである。トカマクにおける二次元電場構造形成理論の研究を発展させ、L/Hモードそれぞれの定常解間の遷移現象を調べた。印加電位という外部駆動力とその応答として得られる構造の関係を探り、L/H遷移時の二次元電場構造の時間発展を解析した。その結果、Hモード輸送障壁中では大きな径電場勾配とそれに伴うポロイダル方向のショック状不均一構造、すなわち径、ポロイダル両方向に急峻な密度、電位二次元構造が実現することを示した。そして、実際のHモードで観測される強い径電場(〜10kV/m)に伴うポロイダル電場によって、径方向の対流的粒子束(ピンチ速度〜1m/s以上)が生じることを示した。この径方向粒子輸送はL/H遷移時に急速に変化することから、早い密度ペデスタル形成の要因となり得る。また、乱流輸送の側面としてはHモードにおける乱流による構造誘起研究の初期段階として、線形装置における抵抗性ドリフト波乱流コードを開発した。これは密度、電位、電子流速の3場簡約MHDモデルを用いて、円筒形プラズマ中でのドリフト波乱流を解析するものである。揺動によって引き起こされる密度、電位分布の平坦化が非線形飽和機構に重要な役割を果たすことや、非線形結合がもたらす揺動によるゾーナルな電位生成機構において磁力線方向の構造を含む三次元的構造が自己無撞着な構造形成に寄与することがわかった。径方向の構造を中心として行われてきた従来の改善閉じ込め研究をポロイダル構造も含む多次元的なものへと進展させ、トロイダルプラズマ遷移理論の定量的理解に寄与するという大目標に向け、成果は着実にあがっている。
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Research Products
(3 results)