ヘリカルプラズマの内部輸送障壁形成に果たす有理面の役割

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14380222
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 松岡 啓介 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (70023736)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 公孝 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (50176327) ; 岡村 昇一 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (60115540) ; 藤沢 彰英 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (60222262) ; 南 貴司 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (40260046) ; 居田 克己 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (00184599)
• Keywords: 内部輸送障壁 / 電子ルート / 有理面 / 磁気島 / ブートストラップ電流 / ヒーリング / HIBP / ポテンシャル

Research Abstract

平成14年度の実験において、CHSに設置されたm(ポロイダルモード数)=2、n(トロイダルモード数)=1の磁気島生成用摂動磁場コイル(真空容器上部に2個設置)を用いて、磁気島生成のプラズマパラメータ依存性を調べた。低密度(0.5×10^<19>m^<-3>)、高電子温度(1-1.5keV)のECHプラズマでは、摂動磁場の印加時においても電子温度分布に磁気島は観測されず、この結果は、有限β且つ低衝突周波数の領域では、ブートストラップ電流のポロイダル方向非一様分布による小半径方向の磁場によって磁気島のヒーリングが見られることに対応していると考えられる。内部輸送障壁は低密度・高電子温度の電子ルートプラズマにおいて観測されているが、そのようなパラメータ領域では外部摂動磁場による磁気島はプラズマによって消し去られるとになる。このため、明確な磁気島存在時での内部輸送障壁の議論は出来なくなった。平成15年度の実験では、低密度(0.2-0.6×10^<19>m^<-3>)、高電子温度(0.5-3keV)のECH+NBIプラズマを生成し、これに対し摂動磁場を印加した14ショットと印加しない13ショットとで、内部輸送障壁が形成される密度の大小を調べた。即ち、印加した場合に、より高い密度での輸送障壁形成を期待した。これは、摂動磁場が輸送障壁の形成を助けるのではないかと考えたためである。多数ショットを必要とする理由は、低密度でのトムソン散乱データを蓄積するためである。印加した場合には密度はより低くなり、電子温度はより高くなったが、輸送障壁が形成される密度がより高いという期待した結果は明確ではなかった。しかしながら、中性粒子入射加熱による駆動電流がある値になり、m=1/n=1の磁気島が形成されるであろう場合に、周辺での輸送障壁形成を示唆する結果が得られた。

Research Products

• [Publications] A.Shimizu, et al.: "Design of modular coils for a quasi-axisymmetric stellarator with a flexible control of the magnetic field configuration"Fusion Engineering and Design. 65. 109-118 (2003)
• [Publications] A.Fujisawa, et al.: "First Results with Dual Heavy Ion Beam Probes on Low Density Discharges in CHS Plasma"proceedings of 19th fusion energy conference 2002 (Lyon, France). IARA-CSP-19/CD. PDP-2 (2003)
• [Publications] T.Minami, et al.: "Increased understanding of neoclassical internal transport barriers in CHS"Nuclear Fusion. 44. 342-349 (2004)
• [Publications] K.Matsuoka, et al.: "Engineering Design Study of Quasi-axisymmetric Stellarator with Low Aspect Ratio"Fusion Science and Technology. To be published.