2013 Fiscal Year Annual Research Report
高速粒子駆動巨視的不安定性によるトロイダルプラズマのＭＨＤスペクトロスコピー
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24360386
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
東井 和夫 核融合科学研究所, その他部局等, 名誉教授 (20093057)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | プラズマ・核融合 / 高速イオン / アルヴェン固有モード / 回転変換分布 / 揺動周波数スペクトル |
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| Research Abstract |
前年度の結果を踏まえ、高速イオン励起のAEや測地線音響モード(GAM)の周波数の時間発展とこれらの揺動の空間情報を取り込んだMHDスペクトロスコピー法の適用可能領域の拡張をめざし、ステラレータ/ヘリカル装置LHD（核融合科学研究所）とKSTARトカマク（韓国核融合研究所）で観測されたデータの解析を行った。
LHDプラズマでは、(1)逆方向中性粒子入射電流駆動で生成した反転磁気シアプラズマでの反転磁気シアアルヴェン固有モード(RSAE)周波数の時間変化を利用した非中心ゼロ磁気シア位置の回転変換の時間変化と高速イオン量の評価、 (2)外寄せ磁場配位での低磁気シアプラズマにおける大域的アルヴェン固有モード(GAE)周波数からの回転変換分布の推定、(3)外寄せ配位でのHモードプラズマでのヘリシティ誘起アルヴェン固有モードとトロイダルアルヴェン固有モード周波数の過渡的変化からの周辺局在化モード(ELM)に起因した回転変換分布の変化の推定を行った。
また、KSTARプラズマでは、トカマクで初めて観測されたトロイダルモード数n=1及びn=2のGAE周波数から、鋸歯状振動フェイズでも中心安全係数は1以下に低下したまま維持されているとの結果を得た。この結果はこれまで大型トカマクでの結果をMHDスペクトロスコピー法により支持するものである。
これらの解析から、MHDスペクトロスコピーはトカマクやステラレータ/ヘリカルプラズマに関係なく有効に適用可能である見通しが得られた。今後、LHDの無電流・極低ベータプラズマで予想される単調回転変換分布の場合、高ベータプラズマで予想される反転磁気シアプラズマ、さらにKSTARトカマクプラズマの例を加えて、MHDスペクトロスコピーの適用範囲と精度の向上を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
LHDとKSTARではMHDスペクトロスコピーに有用なアルヴェン固有モードを観測し、回転変換分布あるいは安全係数分布の導出に成功したが、LHDにおいて回転変換分布が既知の無電流・極低ベータプラズマでの比較的振幅の大きいアルヴェン固有モードの励起とその空間分布計測の実験データが不十分であった。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は本計画の最終年度であるので、データ取得が不十分なLHDにおける極低ベータプラズマでのアルヴェン固有モードの励起を行い、MHDスペクトロピー法の結果と無電流真空磁場の回転変換分布との比較を進める。今年度までに得られているLHDの有限ベータ及び高ベータプラズマ、またKSTARトカマクの結果も合わせて、論文としてまとめる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
電子回路（アンプ基板）とベリリウム薄膜の購入において当初予定額より17%程度低く抑えることができこと、及び旅費も学会参加のスケジュールの調整により10%程度、支出を抑えることができた。これにより次年度使用額が生じた。
次年度は本基盤研究の最終年度でもあるので、国際会議及び国内会議での成果発表のための旅費として有効活用する予定である。
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