2003 Fiscal Year Annual Research Report

RF回転磁場による超高ベータプラズマの局所電流駆動と空間分布緩和

Research Project

Project/Area Number	14380212
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	後藤誠一大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90029140)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大久保衛大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50243168) 杉本敏司大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70187665) 岡田成文大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40135661) 吉村智大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40294029)
Keywords	FRCプラズマ / 電流駆動 / IGBTインバーター回路 / 高周波大電力共振器 / 回転磁場
Research Abstract	研究目的は、回転磁界を用いて金属容器内にて超高ベータプラズマの一つであるFRCプラズマを生成することにある。回転磁界の回転周波数をイオンサイクロトロン周波数と電子サイクロトロン周波数の間に設定することにより、回転磁界に対して電子のみが追随し、トロイダル電流が駆動される。このような回転磁界を発生させるための要素技術として、大容量IGBTによるインバーター回路とタンク回路からなる電源を開発し、数10MW程度の出力を得ることができた。プラズマ生成条件として2種類のモードを用いた。真空容器内部にあらかじめ中性ガスを詰めた状態で回転磁界を印加する方法と、既存のFRCプラズマ生成装置を利用して予備電離ガスをアンテナ近傍に導入してから回転磁界を印加する方法により実験を行った。磁気プローブアレイの計測結果より、回転磁界を印加した後に、装置軸中心部近傍でバイアス磁場が反転することが確認できた。そのような反転磁場は回転磁界を印加し続けている時間だけ持続することが確認できた。また、径方向プロファイルの測定からセパラトリックス半径r_sと主半径Rを計算し求めたところ、r_s=√<2>Rという関係が成り立っており、生成された配位がFRCプラズマの平衡と一致していることが確認できた。回転磁界の強度に比例して、トロイダル電流が駆動させることがわかった。また、回転磁界の周波数が高いほど電流駆動効率が高まり大きなトロイダル電流が駆動できることがわかった。ミラー磁場間隔に比して狭い領域で回転磁場を印加してFRCプラズマの生成実験を行ったところ、回転磁界を印加していない領域においても反転磁場が計測されており、トロイダル電流が軸方向に緩和しうることが証明された。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] N.Iwasawa et al.: "Global eigenmodes of low frequency waves in field-reversed configuration plasmas"Physics of plasmas. Vol 11. 614-624 (2004)
[Publications] T.Asai et al.: "Stabilization of global movement on a field-reversed configuration due to fast neutral beam ions"Physics of plasmas. Vol.10. 3608-3613 (2003)
[Publications] T.Kanki et al.: "Magnetohydrodynamic simulation of dynamical behavior of a field-reversed configuration during magnetic mirror reflection"Physics of plasmas. Vol.10. 3535-3643 (2003)
[Publications] 北野勝久 et al.: "FRCプラズマの電流駆動用高周波インバーター電源の開発"高温学会誌. Vol.29. 146-151 (2003)
[Publications] 北野勝久 et al.: "FRCプラズマの電流駆動を目的とした高周波インバーター電源の開発"平成15年電気学会全国大会講演論文集. 4・098. 150-151 (2003)
[Publications] 吉村智 et al.: "2つの断面における計算機トモグラフイーによる移送FRCプラズマの径方向シフト測定システム"高温学会誌. Vol 29. 133-140 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

RF回転磁場による超高ベータプラズマの局所電流駆動と空間分布緩和

Principal Investigator

後藤 誠一 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90029140)

Research Products

[Publications] N.Iwasawa et al.: "Global eigenmodes of low frequency waves in field-reversed configuration plasmas"Physics of plasmas. Vol 11. 614-624 (2004)

[Publications] T.Asai et al.: "Stabilization of global movement on a field-reversed configuration due to fast neutral beam ions"Physics of plasmas. Vol.10. 3608-3613 (2003)

[Publications] T.Kanki et al.: "Magnetohydrodynamic simulation of dynamical behavior of a field-reversed configuration during magnetic mirror reflection"Physics of plasmas. Vol.10. 3535-3643 (2003)

[Publications] 北野 勝久 et al.: "FRCプラズマの電流駆動用高周波インバーター電源の開発"高温学会誌. Vol.29. 146-151 (2003)

[Publications] 北野 勝久 et al.: "FRCプラズマの電流駆動を目的とした高周波インバーター電源の開発"平成15年電気学会全国大会講演論文集. 4・098. 150-151 (2003)

[Publications] 吉村 智 et al.: "2つの断面における計算機トモグラフイーによる移送FRCプラズマの径方向シフト測定システム"高温学会誌. Vol 29. 133-140 (2003)

後藤誠一大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90029140)

[Publications] 北野勝久 et al.: "FRCプラズマの電流駆動用高周波インバーター電源の開発"高温学会誌. Vol.29. 146-151 (2003)

[Publications] 北野勝久 et al.: "FRCプラズマの電流駆動を目的とした高周波インバーター電源の開発"平成15年電気学会全国大会講演論文集. 4・098. 150-151 (2003)

[Publications] 吉村智 et al.: "2つの断面における計算機トモグラフイーによる移送FRCプラズマの径方向シフト測定システム"高温学会誌. Vol 29. 133-140 (2003)