Research on turbulent transport for the reduction of divertor heat load

降低偏滤器热负荷的湍流输运研究

• 批准号: 21H01066
• 负责人: 小菅 佑輔
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01066/
• 关键词: 乱流プラズマ; スクレイプオフ層; 熱負荷; 核融合プラズマ; 乱流; 熱負荷制御; 輸送モデリング

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。

In this study, the thickness of turbulent transport layer (SOL) is controlled. It is necessary to understand the types of turbulence and transport characteristics in the peripheral region of nuclear fusion. The classification of theoretical structure and transport characteristics is advanced, and the analysis of practical characteristics is advanced. This year's research is focused on the study of the effects of magnetic lines on the flow of water (parallel flow) in the peripheral region. Inhomogeneity in the radial direction of parallel flow causes instability, electron interaction, and fluid instability characteristics. The field of motion and non-linear development of motion and non-linear development of motion analysis. In the case of non-linear wave propagation, ocean waves and similar non-linear fluctuations, the existence of theoretical and practical wave analysis is proved. Particle beam instantaneous amplitude increase, SOL thickness increase, nonlinear ratio increase, SOL thickness increase, SOL thickness increase,実験データ解析にも进捗があった。The amount of light emitted by the laser beam can be obtained simultaneously with the change of density and electron temperature. For example, if you want to use a computer, you can use a computer. Report of the Nuclear Fusion Society and the Japanese Physical Society Results Paper, Phys. Plasmas J. Phys. Soc. Japan's academic aspirations were expressed.

项目成果

A fate of nonlinear evolution of drift waves: Excitation of nonlinear breathers

• DOI: 10.1063/5.0122295
• 发表时间: 2022-12
• 期刊: Physics of Plasmas
• 影响因子: 2.2
• 作者: Y. Kosuga;S. Inagaki;Y. Kawachi

ドリフトブリーザーの励起による輸送フラックスの変化

由于漂移呼吸器的激励而引起的传输通量的变化

• 发表时间: 2022
• 作者: 小菅佑輔;稲垣滋;河内裕一
• 通讯作者: 河内裕一

Excitation of nonlinear breathers in magnetized plasmas

磁化等离子体中非线性呼吸器的激发

• 发表时间: 2022
• 作者: 中村旭;石川明日香;鈴木慎太郎;田村隆治;濵本康平，紀幸志郎，兼峯渉，大木康平，吉田雅史，大原渡;Hayami Satoru;吉田紘行;Y. Kosuga
• 通讯作者: Y. Kosuga

核融合周辺(SOL)プラズマにおける密度及び温度揺動特性

聚变周围（SOL）等离子体的密度和温度波动特性

• 发表时间: 2022
• 作者: 小菅佑輔;新井慎平
• 通讯作者: 新井慎平

A Proposal to Evaluate Electron Temperature and Electron Density Fluctuations Using Dual Wavelength Emission Intensity Tomography in a Linear Plasma

在线性等离子体中使用双波长发射强度断层扫描评估电子温度和电子密度波动的建议

• DOI: 10.7566/jpsj.92.033501
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Nagashima Yoshihiko;Fujisawa Akihide;Yamasaki Kotaro;Inagaki Shigeru;Moon Chanho;Kin Fumiyoshi;Kawachi Yuichi;Arakawa Hiroyuki;Yamada Takuma;Kobayashi Tatsuya;Kasuya Naohiro;Kosuga Yusuke;Sasaki Makoto;Ido Takeshi
• 通讯作者: Ido Takeshi