Exploration of statistical causality of life time and abrupt termination events in magnetically confined plasmas

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磁場閉じ込めプラズマの突発的破壊現象は核融合炉の機器保全・運転制御に関わる重要な研究テーマであるともに、臨界不安定性の発現という物理の理解につながっている。サポートベクターマシン(Support Vector Machine: SVM)と全状態検索（Exhaustive Search: ES）を組み合わせたデータ駆動型研究により、これらの突発的破壊事象の発生確率を定量的に評価できる汎用性の高い方法論を開発してきている。これまで実証してきたスパースで実効的な予知モデルを構築する手法を、プラズマの非接触化発現条件の同定に応用した。この非接触化は核融合炉における壁熱負荷を軽減するために必須の運転である。大型ヘリカル装置実験をプラットフォームとし、特に、周辺磁場構造に摂動共鳴がもたらす効果が、外部から印加した摂動磁場だけでなく、プラズマの応答（摂動磁場の遮蔽と浸透）　が鍵となっており、そこには運転磁場強度やプラズマ密度などが関わっていることを明らかとした。さらに、非接触化を促進することを企図したネオンガス入射の効果を調べた。ネオンガス入射によって、非接触化が低密度で生じることが経験的にわかっていたが、これを定量的に評価し、ネオンガス入射の際には、プラズマ密度に代わって、放射損失パワーが２値分類における特性パラメータとなることを明らかとした。このことは、この手法がデータ欠損に対する冗長性に優れたことを示唆するものでもある。このSVM-ESによる予知モデルはパラメータの相関関係に依拠するものであり、さらに因果関係にせまるべく、時間変化の前後関係を調べるため、動的モード分解や特性パラメータの時間変化の主成分分析による異常検知に着手した。これらの研究成果について、国内学会で４回、国際会議で４回（うち１回は招待講演）、発表を行った。