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Investigation of passive stabilization of plasma position by saddle-coil 3D magnetic field

通过鞍形线圈 3D 磁场被动稳定等离子体位置的研究

基本信息

批准号：
21H01061
负责人：
筒井広明
金额：
$ 10.9万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的はトカマク装置に追加したサドルコイルが生成する磁場が、トロイダル磁場を変調させ生じるポロイダル磁場により、トカマクプラズマの垂直位置不安定性抑制を実証し、その物理機構を解明することにある。初年度は、研究室の小型トカマク装置、PHiXを用いた実験結果を国際会議で発表した。この実験結果は、サドルコイルが生成する磁場を印加することでプラズマ放電時間が延びることを示しいる。また、磁気計測から再構成したプラズマ位置や可視光カメラ映像でも、プラズマ垂直位置が維持されていることが観測されている。また、コイルが作る磁場を計算し、磁力線を追跡することで実効的なポロイダル磁場を計算で求めた。同時にその真空磁場中でのトカマク・プラズマの非軸対称平衡配位を標準的な平衡コードであるVMECを用いて計算した。更に、上下対称な平衡配位に限定されるが、完全導体容器内の非軸対称平衡配位の安定性解析を行った。実験条件とは異なる平衡ではあるが、定性的にはサドルコイルが作る磁場が安定性に寄与することを示すことができた。また可視光カメラを用いてプラズマ発行分布のトモグラフィー解析を行った。真空容器がステンレス製なので可視光は反射される。何の工夫もせずにトモグラフィーを行うと、真空容器が発光している結果が得られるが、正則化手法を改善することで真空容器の発行を除去し、プラズマ発光分布を得ることができた。その他に、プラズマ垂直位置を含む種々の計測データを用いて機械学習の手法の一つである再帰的ニューラルネットワークを用いて、プラズマ垂直位置の予測を行った。

The purpose of this study is to increase the accuracy of the equipment to generate the magnetic field, the vertical position instability, the suppression of vertical instability, and the understanding of the physical mechanism. At the beginning of the year, the laboratory is equipped with small-scale equipment, and the results of PHiX are listed in the table of the International Conference. The result of the test results, the test results, the generation of the magnetic field, the extension of the release time, the delay of the test results and the generation of the magnetic field. The magnetic meter and the magnetic meter can be changed into the position of the image and the vertical position to maintain the position of the sensor. The magnetic field calculation is made by the magnetic field calculation, and the magnetic field calculation is calculated by the magnetic force calculation. At the same time, the standard of non-equilibrium coordination in the vacuum magnetic field is used to calculate the balance and VMEC of the vacuum magnetic field. The equilibrium coordination is called equilibrium coordination in the upper and lower parts, the equilibrium coordination in the complete body container and the stability analysis in the complete body container. The condition, the balance, the stability, the stability. You can use the distribution of rows to parse the rows. The vacuum container can reflect light. How to improve the performance of the vacuum container, improve the performance of the vacuum container. There are several kinds of equipment in the vertical position of the vehicle, and the vertical position of the vehicle is used in the mechanical engineering of the vehicle.