2012 Fiscal Year Annual Research Report
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10J03624
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
石井 啓一 東北大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | 核融合 / 炉心プラズマ / 磁場閉じ込め / 密度崩壊 / 高周波揺動 / ポロイダルフロー / ドップラー分光 |
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| Research Abstract |
東北大学ヘリアック装置ではプラズマ中に挿入した熱陰極をバイアスすることにより、小型装置でありながら閉じ込め改善モードへと遷移させることが可能である。電極バイアスプラズマでは中心部で急峻な圧力勾配が形成され、数100kHzの高周波揺動を伴った密度崩壊現象が観測されている。高周波揺動の安定化にはプラズマ中のフローが重要な役割を担うと考えられることからフロー速度計測に着手した。フロー速度計測はドップラー分光法およびマッハプローブ法を組み合わせて実施した。ドップラー分光法はプラズマと非接触にフロー速度の絶対値が計測可能という利点を有する一方、時間・空間分解能が低いという欠点を持つ。一方でマッハプローブ法は時間・空間分解能に優れているが、プラズマに擾乱を与える他、フロー速度絶対値の導出が容易ではない。よってこれらを組み合わせることにより、両手法の利点を活かした計測が可能となる。
ドップラー分光法によりフロー速度の絶対値計測を行なうためには分光器の波長較正を高精度に行なう必要があるため、低圧Neランプのスペクトルに対して波長同定を行なった。また、実験シークエンスに同期した分光器較正を行なうことで、フロー速度の絶対値を高精度に計測可能なシステムの開発に成功した。これらの成果はプラズマ・核融合学会第29回年会および日本物理学会第68回年次大会において報告した。開発したドップラー分光計測システムを用いてフロー速度の空間分布計測を行ない、マッハプローブ法による計測結果と比較することでマッハプローブの絶対値較正を行なった。これによりマッハプローブに関してもフロー速度の絶対値が計測可能となった。また磁場揺動計測にも着手したところ、バイアスプラズマにおいて磁場揺動が検出された。このことにより、バイアスプラズマ中で発生する高周波揺動がMHD不安定性に起因するものであるという新たな知見が得られた。
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