核融合炉実現に向けた高周波による電流立ち上げプラズマの高密度化

使用高频波增加电流驱动等离子体的密度以实现聚变反应堆

• 批准号: 19J12290
• 负责人: 小島 信一郎
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J12290/
• 关键词: 電子サイクロトロン共鳴加熱; 電子バーンシュタイン波; 核融合プラズマ; プラズマ電流立ち上げ; 球状トカマク

(I)第二高調波電子サイクロトロン共鳴（ECR）加熱によるプラズマ電流立ち上げ第二高調波ECR加熱単独による非誘導プラズマ電流立ち上げ時に電子速度分布上のバルク成分の加熱からテール成分への加熱移行現象を観測した。詳細に加熱移行現象を理解するため、計測不可能なテール電子温度、密度をRay-tracing codeシミュレーションにより得られたEC駆動電流、磁気面再構成codeシミュレーションより得られた蓄積エネルギーと矛盾がないように推定した。Ray-tracing codeシミュレーションより電流立ち上げ時はマルチパスRF吸収が主要であることが示された。マルチパス吸収を仮定したパワーバランス計算より、テール電子加熱時にはRFの大半がテール電子に吸収され、テール電子が高温化することで電子-電子衝突によりバルク電子へのエネルギー受け渡しが減少しバルク電子温度がイオン温度程度まで低下することが示された。（II）X-mode高磁場側入射による電子バーンシュタイン波（EBW）加熱RF遮断密度のないEBWへのモード変換のためX-mode高磁場側入射を行った。明確にEBW励起を示すパラメトリック崩壊の観測をX-mode高磁場側入射時とEBW励起が期待されないO-mode低磁場側入射において行った。X-mode高磁場側入射においてのみパラメトリック崩壊が観測され明確にEBW励起が発生している傍証が得られた。可動静電プローブを用いて高時間分解能電子温度、密度計測が行われ、高域混成共鳴層付近においてピーキングした電子温度分布を観測した。プラズマ電流立ち上げのため垂直磁場曲率を調整し、閉磁気面形成を行った。トロイダル磁場、ポロイダル磁場反転に応じたプラズマ電流方向の調査より、プラズマ電流方向がポロイダル磁場方向に依存することが示され、駆動されたプラズマ電流は圧力駆動によることが明確に示された。

(I)The second high-frequency electron resonance (ECR) heating mode is used to measure the heating transition phenomenon of the electron velocity distribution in the non-induced ECR heating mode. Detailed understanding of the phenomenon of heat transfer, measurement of electron temperature, density, Ray-tracing code, reconstruction code, accumulation, contradiction, etc. Ray-tracing code is used to detect RF signals. The absorption of electrons is stable, and the calculation of electron absorption is stable. When electrons are heated, most of the electrons are absorbed. When electrons are heated, the electron-electron collision is stable. When the electron temperature is low, the electron temperature is low. (II) X-mode high-field side incident electron beam (EBW) heating RF blocking density Clear EBW excitation is indicated in the X-mode high field side incidence and EBW excitation is expected in the O-mode low field side incidence. X-mode high magnetic field side incident light beam detection, EBW excitation generation and detection High time resolution electron temperature and density measurements are used in the measurement of electron temperature distribution in high domain hybrid resonance layers. The curvature of the vertical magnetic field is adjusted, and the closed magnetic surface is formed. The direction of the current depends on the direction of the magnetic field.

项目成果

Princeton Plasma Physics Laboratory(米国)

普林斯顿等离子体物理实验室（美国）

Parametric Decay Wave Observation in HFS X-Mode Injection in QUEST

QUEST 中 HFS X 模式注入的参数衰减波观测

• DOI: 10.1585/pfr.15.2402063
• 发表时间: 2020
• 期刊: Plasma and Fusion Research
• 影响因子: 0.8
• 作者: KOJIMA Shinichiro;ELSERAFY Hatem;HANADA Kazuaki;IDEI Hiroshi;IKEZOE Ryuya;NAGASHIMA Yoshihiko;HASEGAWA Makoto;ONCHI Takumi;KURODA Kengoh;NAKAMURA Kazuo;MURAKAMI Takahiro;FUKUYAMA Masaharu;KATO Ryoya;YONEDA Ryota;ONO Masayuki;EJIRI Akira;TAKASE Yuichi;MURA
• 通讯作者: MURA

Excitation Experiment of Electron Bernstein Waves by X-mode High field side injection on QUEST

QUEST X 模式高场侧注入激发电子伯恩斯坦波实验

• 发表时间: 2020
• 作者: KOJIMA Shinichiro;et al
• 通讯作者: et al

Comparison of parametric decay instability on Bernstein mode conversion between HFS and LFS injections in QUEST

QUEST 中 HFS 和 LFS 注入之间伯恩斯坦模式转换的参数衰减不稳定性比较

• 发表时间: 2019
• 作者: Shinichiro Kojima;Hatem Elserafy;Kazuaki Hanada;Hiroshi Idei;Ryuya Ikezoe;Yoshihiko Nagashima,Makoto Hasegawa;Takumi Onchi;Kengoh Kuroda;Kazuo Nakamura;Masaharu Fukuyama;Ryoya Kato,Ryota Yoneda;Masayuki Ono;Akira Ejiri;Yuichi Takase;Sadayosh
• 通讯作者: Sadayosh

Branching of heated electron energy during plasma current start-up using 2nd harmonics ECCD on QUEST

使用 QUEST 上的二次谐波 ECCD 在等离子体电流启动期间加热电子能量的分支

• 发表时间: 2019
• 作者: Shinichiro Kojima;Kazuaki Hanada;Hiroshi Idei;Takumi Onchi;Ryuya Ikezo;Yoshihiko Nagashima;Makoto Hasegawa;Kengoh Kuroda;Kazuo Nakamura;Hatem Elserafy;Masaharu Fukuyama;Taiichi Shikama,Nao Yoneda,Sadayoshi Murakami;Ryota Yoneda;Tsuyoshi Kariy
• 通讯作者: Tsuyoshi Kariy