Effect of Alfven velocity on energetic ion transport due to wave-particle interaction

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K03798
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 14020:Nuclear fusion-related
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: Ogawa Kunihiro 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (90632274)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 磁場閉じ込めプラズマ / 高エネルギー粒子 / 放射線計測

Outline of Final Research Achievements

In deuterium plasma experiments, measurements of the total neutron emission rate and the neutron emission profile can provide information on the confinement of energetic particles inside the plasma.
A fast-response neutron detector is newly developed and used with the existing spatial distribution of Alven eigenmodes and escaping energetic ion diagnostic. Simultaneous measurements of the spatial distribution of Alven eigenmodes, escaping energetic ion flux, and the fast-response neutron detector were carried out in discharges with different Alven speeds to study the effect of Alven eigenmodes on energetic particle confinement.

Free Research Field

磁場閉じ込めプラズマ

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で得られる結果は、国際熱核融合実験炉におけるアルファ粒子による第一壁への熱負荷のピーク値の予測にとって有用である。近年、トカマクにおいても、共鳴摂動磁場の印加等による３次元磁場構造でのアルヴェン固有モード並びにその高エネルギー粒子閉じ込めへの影響が注目されているため、３次元である大型ヘリカルの成果は有用である。また、天体プラズマにおいても、2015年に「ひので」と「IRIS」衛星の共同によってアルヴェン波が観測されアルヴェン波によるコロナ加熱問題解明が進められており、アルヴェン波との相互作用という観点では上記問題の解明に貢献できる可能性がある。