Research on turbulent transport for the reduction of divertor heat load

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本研究では、乱流輸送によりスクレイプオフ層(SOL)の厚みを制御できるのか、という問いに挑戦する。そのためには、核融合の周辺領域に励起されうる乱流の種類やその輸送特性を把握することが必要となる。理論モデルを構築し揺動や輸送特性の分類を進め、実験データ解析による検証を進めている。今年度の研究では、周辺領域において重要となる磁力線に沿ったイオンの流れ（平行流）の効果の検討を進めた。平行流のもつ径方向の不均一性に起因する不安定性が励起されうるが、電子の応答が流体的になっている場合の不安定性特性について解析を進めた。また、これらの領域において励起された揺動の非線形発展について解析を進めた。ドリフト波のような揺動が非線形発展した場合に、海洋における津波と類似の非線形波動が励起されることを理論的に指摘し、実験データ解析によりその存在を実証した。粒子束が瞬時的に増幅されることがわかり、SOLの厚みを非線形波動により増すことができるのではないかという見方を提案することができた。実験データ解析にも進捗があった。すなわち、トモグラフィから得られた発光量を用いて、密度揺動及び電子温度揺動の同時取得に挑戦した。これにより、プローブデータを中心に進められているデータ解析に加え、非侵襲的にプラズマの揺動解析を進めるための基盤が得られた。これらの成果について、プラズマ核融合学会や日本物理学会にて報告した。成果を論文としてまとめ、Phys. Plasmas やJ. Phys. Soc. Japan などの学術誌にて発表した。