2008 Fiscal Year Annual Research Report
ヘリカル系プラズマにおける閉じ込め改善モード遷移に対するイオン粘性の役割の検証
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20860089
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
高橋 裕己 National Institute for Fusion Science, 大型ヘリカル研究部, 助教 (00462193)
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| Keywords | 核融合 / プラズマ / 磁場閉じ込め / 閉じ込め改善モード / イオン粘性 / ポロイダルフロー / ヘリカル系 / 電極バイアス |
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| Research Abstract |
電極バイアス実験では、プラズマ中に挿入した電極を真空容器等に対してバイアスする事により、プラズマ中に能動的に径電場を形成する事が可能である。本研究ではヘリカル型装置である大型ヘリカル装置(Large Helical Device, LHD)に対し、電極バイアス実験を行い、径電場制御を試みる。これによりポロイダルフロー駆動力を実験的に評価し、最終的に径電場の形成機構、並びに遷移に対する新古典粘性の役割を明らかにする事を目的とする。
LHDでバイアス実験を行うにあたり、まずハードウェアの整備を行った。電極は高温・高密度のプラズマ中に挿入されるため、電極システムは熱特性の良好な材質のコンポーネントで構築する必要がある。電極はカーボン製のディスクを採用し、LHD既設の駆動装置に設置した。さらに、磁力線による電極-駆動装置間での電位の短絡を回避するために、ボロンナイトライド製の筒を介在させ、且つ、駆動装置をカーボン製の筒で覆った。他、電極バイアス条件のリモート制御システム、計測系、データ収集系を構築し、実験環境の整備を行った。
本年度はさらに、LHDと同様のヘリカル型プラズマ閉じ込め装置であるHeliotron-Jにおいて、ランタンヘキサボライト製熱陰極を用いた電極バイアス実験を行った。電極負バイアス時、電子密度の増大、密度勾配の急峻化、負の径電場形成、浮動電位揺動レベルの低減が観測された。さらに、この閉じ込め状態の変化に対して、バイアス電圧に閾値が存在する事も確認した。以上の結果は、電極バイアスによって、プラズマ中に電場形成がなされ、閉じ込め改善モードへ遷移した事を示唆する結果である。
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