回転磁界による定常超高ベータプラズマの生成に関する理論研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680496
• Research Institution: Kansai University
• Principal Investigator: 大西 正視 関西大学, 工学部, 教授 (80089119)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 靖 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教授 (50158309) ; 石田 明男 新潟大学, 理学部, 教授 (30108013) ; 岡本 正雄 関西大学, 核融合科学研究所, 教授 (70115541)
• Keywords: 回転磁場による電流駆動 / 逆磁場配位プラズマ / 回転磁場の浸透 / 平衡動作点の安定性

Research Abstract

回転磁場(RMF)を用いて、自らは定常維持する機能のない逆磁界プラズマ(FRC)を定常維持すなわち電流駆動できることを示すことが本研究の目的である。FRCプラズマに回転磁界を印加したとき回転磁界がプラズマ中に浸透する過程で、本質的に重要ではあるが以前の解析では考慮されていなかったプラズマ平衡すなわちイオンの運動を考慮し、RMFの浸透を解析することが具体的な目的である。
本年度は前年度行なったイオンの運動を考慮した解析モデルを用いて、磁束保存則を考慮に入れた物理モデルに基づいてRMFの駆動力とイオンとの衝突による抵抗力で決まる平衡点の安定性を線形安定解析により議論した。その結果、平衡解には完全浸透と浅い浸透の二つの解があり、以前は前者の解は安定で、後者の解は不安定であり実現されないとされていたが、後者も安定であることが示された。ワシントン大学の電流駆動実験ではRMFがプラズマの深部(磁場中性点付近)まで浸透せず、電流が駆動されている結果が得られている。この解析は、実験事実を数値シミュレーションによらず解析的に説明できることになる。
この結果は現在Physics of Plasmaに論文として投稿中であり、今年2月25-27日ワシントン大学で開催される「コンパクトトーラスプラズマの物理に関する日米ワークショップ」で発表予定である。

Research Products

• [Publications] M.Ohnishi, A.Ishida: "Stability of Equilibrium in Rotating Magnetic Field Current Drive for Sustaining Field-Reversed Configuration"Physics of Plasmas. (印刷中). (2002)
• [Publications] M.Ohnishi, A.Ishida: "Study of Equilibrium Operation by Rotating Magnetic Filed Current Drive in Field-Reversed Configuration"Proc. US-Japan workshop on CT plasma physics. (印刷中). (2002)