先進炉での非誘導・炉心プラズマ立ち上げに向けた共鳴速度空間制御加熱とその機構解明

先进反应堆非感应堆芯等离子体启动的共振速度空间控制加热及其机理阐明

基本信息

批准号：
21H01067
负责人：
出射浩
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Kyushu University
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 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

これまでに、電子サイクロトロン加熱（ECH) の斜め入射にて、効率良く高速電子加速し、高プラズマ電流（~80kA)の立ち上げを達成するとともに、準垂直入射にてプラズマ電流が低いものの、第2高調波共鳴層付近での有効なバルク電子加熱（~500eV)を達成している。準垂直入射の際も斜め入射時と同じ垂直磁場を印加しており、低電流のためプラズマは内側に押され小さくなる。令和4年度、準垂直入射に垂直磁場を弱め、~100eVの比較的大きなプラズマを得た。一方、強い垂直磁場のもと、第2高調波共鳴層付近でこれまでよりさらに高い 1keV を超える高電子温度を達成した。この際、中心ソレノイドコイルによる誘導逆電場を用いた。誘導逆電場のもと、ECH で順方向プラズマ電流を立ち上げることで、高速電子生成・プラズマ電流上昇を抑制し、有効なバルク電子加熱が行えることを明らかにした。さならる逆電場制御の最適化が期待される。ECH による電流立ち上げに関し、国際ワークショップにて２件、口頭発表した。位相配列アンテナを用いた電子サイクロトロン輻射(ECE)観測システムを用いたアダプティブアレイ解析にて、高速電子由来の ECE 到来角を推定し、プラズマ電流を荷なう順方向、反対の逆方向の高速電子の発展を捉える。これまでの到来角推定ではビームフォーミング法を考えてきたが、より高空間分解能推定が行える Capon 法の導入を進め、その有効性について国内外会議で成果発表し、併せて論文１編を公表した。真空容器内に設置した模擬（熱雑音）源を用い、ECE観測システムの動作試験を行う中、多素子チャンネル間のクロストークが見つかった。クロストーク除去の過程でミキサー、アイソレータが必要となり、整備した。さらに追加した中間周波数アンプ内の配線でよりシールドの良いケーブルに変更し、クロストークを完全に除去した。

到目前为止，高速电子加速度是在电子环旋转加热（ECH）的倾斜发生率上有效进行的，以实现高速电子的上升，达到高血浆电流（〜80KA），尽管在半胸腔上，血浆电流较低，但在半胸腔上的率低，有效的散装电子热量（〜500EV）在第二个Marmonance附近均具有a andcessonance a andcective and andcepence andcepence andcepence andceed andceed andceed andcepence andcepence andcepence andcepence andceptive and phate andcepence andcepence andception a phate andceptive。在准垂直的发生率期间，施加与倾斜发生率时相同的垂直磁场，并且由于低电流，血浆向内推动并变小。在2022年，在半垂直入射率下垂直磁场被削弱，导致相对较大的血浆〜100EV。同时，在强烈的垂直磁场下，在第二个谐波共振层附近达到的电子温度高于1 keV，该谐振层甚至高于以前。目前，使用了使用中央电磁螺旋线的诱导反向电场。已经揭示了通过在诱导的反电场下用ECH提高正向等离子体电流，可以抑制高速电子产生并增加等离子体电流，并可以实现有效的散装电子加热。预计将实现反电场控制的优化。在国际研讨会上进行了两次口头介绍，涉及当前通过ECH上升。使用电子回旋辐射（ECE）观察系统的自适应阵列分析使用相位阵列天线来估计ECE从高速电子中的到达角度，以及在带有等离子电流的正向和相反方向上的高速电子的发展。以前，已经考虑过估算到达角度的波束形成方法，但是该公司已继续引入CAPON方法，该方法允许更高的空间分辨率估算，并在国内和国际会议上就其有效性提出了结果，并发表了一篇论文。在使用真空容器中安装的模拟（热噪声）源对ECE观察系统进行操作测试时，发现了多元素通道之间的串扰。在串扰过程中需要一个混合器和隔离器，因此我们维持了它。此外，使用中间频率放大器中的布线更改了电缆以更好地屏蔽，从而完全消除了串扰。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

28-GHz electron cyclotron plasma ramp-up experiments in the QUEST spherical tokamak

QUEST 球形托卡马克中的 28 GHz 电子回旋等离子体加速实验

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
H. Idei;et al.,
通讯作者：
et al.,

QUESTにおける斜めECE観測のアダプティブアレイ解析

QUEST 斜 ECE 观测的自适应阵列分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
坂井聖也;出射浩;他
通讯作者：
他

九州大学　研究者情報

九州大学研究员信息

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Adaptive Capon beamforming for lensless electron cyclotron emission imaging with high spatial resolution

用于高空间分辨率无透镜电子回旋发射成像的自适应 Capon 波束形成

DOI：
10.1063/5.0101632
发表时间：
2022
期刊：
Review of Scientific Instruments
影响因子：
1.6
作者：
Idei H.;Fukuyama M.;Sakai S.;Mishra K.;Nishimura K.;Ikezoe R.;Onchi T.;Ido T.;Hanada K.
通讯作者：
Hanada K.

Electron cyclotron plasma ramp-up through effective acceleration of energetic electrons and bulk electron heating in QUEST

通过有效加速 QUEST 中的高能电子和体电子加热，电子回旋等离子体加速

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
H. Idei;et al.,
通讯作者：
et al.,

DOI：
{{ item.doi }}
发表时间：
{{ item.publish_year }}
期刊：
{{ item.journal_name }}
影响因子：
{{ item.factor }}
作者：
{{ item.authors }}
通讯作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

出射浩其他文献

QUEST装置でのダイバータ部設置電極によるCHI初期プラズマの形成

使用安装在 QUEST 设备偏滤器部分的电极形成初始 CHI 等离子体

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
黒田賢剛;RAMAN Roger ;花田和明;長谷川真;恩地拓己;小野雅之;JARBOE Thomas ; NELSON Brian ;永田正義;御手洗修;中村一男;出射浩;ROGERS John ;川崎昌二;永田貴大;KUZMIN Arseniy ;小島信一郎;渡辺理;東島亜紀;米田亮太;高瀬雄一;福山淳
通讯作者：
福山淳