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Experimental simulations of divertor plasma and fundamental studies on plasma detachment by using the linear plasma device

偏滤器等离子体的实验模拟及线性等离子体装置等离子体脱离的基础研究

基本信息

批准号：
20J14206
负责人：
瀧本壽来生
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tokai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は，核融合装置のダイバータとダイバータ模擬実験装置である直線型装置との間に存在するプラズマパラメータ，特にイオン温度と電子密度のギャップを埋めるべく，本研究室の直線型装置TPDsheet-Uにおいて，高周波加熱によるイオン温度向上と第二陽極による電子密度の向上を企図したものである．本年度は，高周波加熱によるイオン温度向上に関する実験と，第二陽極の設計・作製とプラズマパラメータの向上に関する実験を行った．その結果，高周波加熱による水素プラズマのイオン温度の向上と，第二陽極による電子温度の向上に成功した．当初の目標にこそ到達しなかったが，直線型装置のプラズマパラメータ向上という目的は達成できたと考える．具体的な実験内容と成果について，以下に述べる．前年度のHeプラズマにおけるイオン加熱に引き続き，マッチング回路等の変更により水素プラズマにおける高周波加熱実験を行った．反磁性ループコイルによる計測の結果，500 Wの高周波加熱によって水素イオンの温度は約2.5 eVから約6.4 eVまで加熱された．今後は，高周波電場の印加周波数の最適化によるさらなるイオン温度向上と，非接触プラズマ生成実験のために作動排気系の確立が必要である．第二陽極による実験については，第二陽極の作製が完了し，本研究室の直線型装置TPDsheet-Uへの設置も完了した．その後，下流領域でのLangmuirプローブ計測を実施した結果，第二陽極に+20 Vを印加した際，電子温度が約8 eVから約15 eVまで増加し，電子密度は約1.4E18 m^-3から約0.7E18 m^-3まで減少した．今後は，電子密度の向上のため，第二陽極の内部もしくは出口近傍においてガスと接触させる実験を行う必要がある．

In this study, the nuclear fusion device and the linear device have different temperature and electron density. The linear device TPDsheet-U has different temperature and electron density. This year, the design and operation of the second anode will be improved. As a result, the temperature of the second anode rises successfully. The original purpose of the linear device is to achieve the goal. Specific content and results are described below. In the past year, He has been heating for a long time. As a result of diamagnetic measurements, the temperature of the solution was about 2.5 eV at 500 W high frequency heating and about 6.4 eV at 500 W. In the future, it is necessary to optimize the frequency of high frequency electric field and to establish a non-contact dynamic exhaust system. The second anode is finished, and the linear device TPDsheet-U is finished. As a result of Langmuir measurement in the downstream region, the electron temperature increased from about 8 eV to about 15 eV at +20 V on the second anode, and the electron density decreased from about 1.4E18 m^-3 to about 0.7E18 m ^-3. In the future, the electron density will rise, and the inner surface of the second anode will be close to the outlet.

项目成果

期刊论文数量（34）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Characteristics of plasma parameters with magnetic filter of SMF on negative ion source using TPDsheet-U

使用 TPDsheet-U 负离子源上 SMF 磁性过滤器的等离子体参数特征

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hiroki Kaminaga;Ryuichi Onuma,Taiga Goka;Toshikio Takimoto;Akira Tonegawa;Kohnosuke Sato;Kazutaka Kawamura
通讯作者：
Kazutaka Kawamura

Measurement of deuterium retention and permeation for tungsten exposed to D-He mixed plasma and detached deuterium plasma

暴露于 D-He 混合等离子体和分离氘等离子体的钨的氘保留和渗透测量

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ding;Yi;Arata Kaneko
通讯作者：
Arata Kaneko

TPDsheet-Uを用いた非セシウム型負イオン源での磁性体によるビーム引出しへの影響

使用 TPDsheet-U 磁性材料对非铯负离子源束提取的影响

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
山口将典;大神田麻子;森口佑介;神永啓希
通讯作者：
神永啓希

Reduction of co-extracted electron current by SMF using Cs-free negative ion source

使用无铯负离子源通过 SMF 减少共提取电子流

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Taiga Goka;Ryuichi Onuma,Hiroki Kaminaga;Toshikio Takimoto;Akira Tonegawa;Kohnosuke Sato;Kazutaka Kawamura
通讯作者：
Kazutaka Kawamura

Characteristics of the extracted negative-ion beam in a cesium-free negative-ion source using TPDsheet-U

使用 TPDsheet-U 在无铯负离子源中提取的负离子束的特性