動的エルゴディックダイバータを用いた先進トカマクに関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14380219
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 上杉 喜彦 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 助教授 (90213339)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 津田 孝 日本原子力研究所, 那珂研究所, 主任研究員 ; 大野 哲靖 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (60203890) ; 高村 秀一 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40023254)
• Keywords: 回転ヘリカル摂動磁場 / トカマク / インバータ電源 / プラズマ回転 / 低域混成波加熱 / ディジタル信号プロセッサー / シアーフロー / アルフベン共鳴

Research Abstract

(1)DED実験のためのトカマクプラズマ生成の最適化
・現有ジュールコイル用および垂直磁場コイル用IGBTインバータ電源とディジタル信号プロセッサー(DSP)を用いたプラズマ位置のデジタルフィードバック制御を用いて、プラズマ電流波形制御およびトカマク放電の最適化を行った。
・IGBTインバータ電源の高速制御特性を生かして、5kHz〜15kHzの周波数領域においてプラズマ電流を変調し、電流浸透特性およびヘリカル共鳴面の振れ幅を磁気プローブ計測により明らかにした。また、ヘリカル共鳴面を時間的に移動させることで、外部摂動磁場による磁気島形成を抑制できることを実験で示した。この結果は、プラズマ電流変調によるMHD不安定性抑制につながるものである。
・現有コンデンサーバンクの増強によるトロイダル磁場強度の平坦化を行いつつ、インバータ電源の特徴である任意波形制御を利用して、種々のプラズマ電流立ち上げ時における電子加熱特性を調べ、ジュール加熱プラズマの最適化を行った。
(2)低域混成波加熱による電子加熱・電子エネルギー分布制御
・IGBT電源によるプラズマ電流波形制御とDSPを用いた高速プラズマ位置帰還制御を行いつつ、新規購入した220MHz、10kWの高周波電源を用いた低域混成波加熱により、q=6近傍の電子加熱・電子エネルギー分布制御のための高周波アンテナの設計を行った。

Research Products

• [Publications] 豊田光洋, 菊池祐介, 上杉喜彦, 高村秀一: "DSPとIGBTインバータ電源を組み合わせたプラズマ水平方向位置の高速フィードバック制御"電気学会論文誌A. 123・3. 285-293 (2003)