2005 Fiscal Year Annual Research Report
ヘリカル系におけるアルフベン固有モードによるNBI高エネルギー粒子損失機構の解明
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16360460
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
竹入 康彦 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (60179603)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長壁 正樹 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (90280601)
池田 勝則 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (20321614)
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| Keywords | アルフベン固有モード / 高エネルギー粒子 / ヘリカル型装置 / 中性粒子入射加熱装置 / 中性粒子分析器 / 減速過程 |
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| Research Abstract |
大型ヘリカル装置(LHD)において、高エネルギー接線NBI加熱ビームによりアルフベン固有モードが励起され、それによる高エネルギー粒子の損失が観測されているが、赤外線(IR)カメラにより同定した損失位置の熱負荷とアルフベン固有モードによる揺動の相関を調べた。その結果、揺動に同期した損失位置の温度上昇は、揺動強度の二乗に依存しており、また、揺動強度に対して閾値が存在することが明らかになった。このことは、アルフベン固有モードによる揺動が磁気島構造の重なり合いを引き起こし、こうした磁気島構造の変化と高エネルギー粒子の損失に相関があることを示唆している。一方、高エネルギー粒子はバースト的なアルフベン固有モードに同期して損失するため、その損失位置における熱負荷の時間変化を高速に計測することにより、揺動と高エネルギー粒子の損失との時間相関を詳細に調べることができる。そこで、高感度・高速応答のIR素子のアレイを製作し、NBI対向面のカーボン・アーマータイル上の損失位置を見込むように設置した。しかし、周辺領域の温度の揺らぎが損失位置における温度変化の測定に影響を及ぼし、温度変化の高速測定は100℃以上に限られてしまった。そこで、背景温度をモニターして信号処理を行うシステムを新たに構築した結果、高速測定の可能な下限温度を30〜50℃程度にする見通しが得られた。並行して、カーボン・アーマータイル上の熱負荷分布計測用カロリーメータ・アレイの測定系の整備を行い、高速IR測定システムと組み合わせることにより、高エネルギー粒子の損失量の同定を行うことが可能となった。また、接線E//B型NPAによる測定を電流モードに切り替えることにより、バーストにより径方向へ輸送される高エネルギー粒子束の時間変化の高速測定が可能となり、揺動および損失熱負荷との時間相関を系統的に調べることが可能となった。
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