Fast ion heating and plasmoid reconection driven by magnetic helicity injection

磁螺旋注入驱动的快速离子加热和等离子体团再连接

• 批准号: 19K03785
• 负责人: 永田 正義
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: University of Hyogo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K03785/
• 关键词: 同軸ヘリシティ入射; プラズモイド磁気リコネクション; 球状トーラス; イオン加熱; 磁気リコネクション; プラズモイド不安定性; 磁気ヘリシティ入射; 磁化同軸プラズマガン; 磁気ヘリシティ; プラズモイド; 高速イオン加熱

球状トーラス(ST) HIST装置では、同軸ヘリシティ入射(CHI)法によって生成したST配位プラズマにおいて、自己組織化、磁気リコネクション、MHD緩和、乱流、2流体フロー平衡等について調べている。特に、プラズモイドが介在する磁気リコネクションについて独創的な実験データが得られ、イオンの異常加熱について解析を行っている。HIST装置で得られた成果のレヴューについて、コロナ後に全面的に対面で開催された2022年米国物理学会プラズマ物理分科会（APS）およびプラズマ核融合学会（富山県）において発表を行った。その成果の内容は、以下の通りである。我々は、CHI生成STプラズマにおいて、伸長された電流シートの中で観測された周期的な磁気揺動に着目し、プラズモイド駆動リコネクションの検証を行った。ドップラーイオン温度分光計測の結果の詳細な解析によって、磁気リコネクションによるイオン加熱に関連する新規なデータが得られた。大きなフロー揺動があるプラズマ入射の初期の時間帯だけでなく、上記のプラズモイド振動波形観測れる時間帯で合体と分裂のリコネクションが繰り返される過程でイオン加熱の増幅が確認された。さらに、今回初めて、中心導体付近のオープンコラム領域の高密度プラズマがその周辺のシアフローによって磁気揺動が安定化されることを実験結果から示し、中心導体を重力でドロップする液体金属に交換し、そこに軸方向電流を流すことでトロイダル磁場を作る手法により、将来のコンパクトでエネルギー回収と増殖が可能な核融合燃焼プラズマに発展させることが可能であることを提案した。

Globular ト ー ラ ス device (ST) HIST で は, coaxial ヘ リ シ テ ィ incident method (CHI) に よ っ て generated し た ST ligand プ ラ ズ マ に お い て, their organization, magnetic 気 リ コ ネ ク シ ョ ン, MHD detente, turbulence, 2 fluid フ ロ ー balance に つ い て adjustable べ て い る. に, プ ラ ズ モ イ ド が interface in す る magnetic 気 リ コ ネ ク シ ョ ン に つ い て original な be 験 デ ー タ が have ら れ, イ オ ン の abnormal heating に つ い analytical line を っ て て い る. HIST device で have ら れ た results の レ ヴ ュ ー に つ い て, コ ロ ナ に after comprehensive に surface seaborne で open rush さ れ た 2022 meters the physical society プ ラ ズ マ physical branch can (APS) お よ び プ ラ ズ マ nuclear fusion society (toyama 県) に お い て 発 table line を っ た. Youdaoplaceholder0 そ results <e:1> content である the following である is the same as である である. I 々 は, CHI ST プ ラ ズ マ に お い て, elongation さ れ た current シ ー ト の in で 観 measuring さ れ た cycle な magnetic 気 揺 dynamic に し, プ ラ ズ モ イ ド 駆 dynamic リ コ ネ ク シ ョ ン の 検 line card を っ た. ド ッ プ ラ ー イ オ ン temperature の spectrometer test results の detailed analytical に な よ っ て, magnetic 気 リ コ ネ ク シ ョ ン に よ る イ オ ン heating に masato even す る new rules な デ ー タ が must ら れ た. Big き な フ ロ ー 揺 dynamic が あ る プ ラ ズ マ incident early の の time 帯 だ け で な く, written の プ ラ ズ モ イ ド 観 vibration waveform measurement れ る time 帯 で fit と split の リ コ ネ ク シ ョ ン が Qiao り return さ れ る process で イ オ ン heating の raised が picture confirm さ れ た. さ ら に, now back to the early め て, center conductor paying nearly の オ ー プ ン コ ラ ム field の high-density プ ラ ズ マ が そ の weeks 辺 の シ ア フ ロ ー に よ っ て magnetic 気 揺 dynamic が stabilization さ れ る こ と を be 験 results か ら し, center conductor を gravity で ド ロ ッ プ す る liquid metal に exchange し, そ こ を に axis direction of current flow す こ と で ト ロ イ ダ ル magnetic を る hand Method に よ り, future の コ ン パ ク ト で エ ネ ル ギ ー back 収 と rights may reside が な nuclear fusion fuel 焼 プ ラ ズ マ に 発 exhibition さ せ る こ と が may で あ る こ と を proposal し た.

项目成果

兵庫県立大HIST実験のレビューと革新的核融合への貢献

兵库大学HIST实验回顾及其对创新核聚变的贡献

• 发表时间: 2022
• 作者: M.Nagata;H. Miyamoto;N. Fukumoto and T. Kanki;T. Kanki and M. Nagata;永田正義
• 通讯作者: 永田正義

球状トーラスにおけるCHI過程で発現するマルチプラズモイド 駆動イオン加熱

球形环面 CHI 过程中多等离子体驱动的离子加热

• 发表时间: 2020
• 作者: 永田正義;宮本秀明;茨木雄平;福本直之
• 通讯作者: 福本直之

Improvements to the High-Field-Side Transient CHI System on QUEST

QUEST 上高场侧瞬态 CHI 系统的改进

• DOI: 10.1007/s10894-022-00338-4
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Fusion Energy
• 影响因子: 1.1
• 作者: Kuroda K.;Raman R.;Hasegawa M.;Onchi T.;Hanada K.;Ono M.;Nelson B. A.;Rogers J.;Ikezoe R.;Idei H.;Ido T.;Mitarai O.;Nagata M.;Kawasaki S.;Nagata T.;Higashijima A.;Shimabukuro S.;Niiya I.;Sekiya I.;Kojima S.;Nakamura K.;Takase Y.;Murakami S.
• 通讯作者: Murakami S.

QUESTにおけるT-CHIプラズマの発展磁束の解析

QUEST 中 T-CHI 等离子体的发展磁通量分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 黒田 賢剛;Roger Raman;他
• 通讯作者: 他

Review of plasmoid reconnection and ion heating in the CHI experiments on Helicity Injected Spherical Torus

螺旋注入球形环面 CHI 实验中等离子体重联和离子加热的回顾

• 发表时间: 2022
• 作者: M.Nagata;H. Miyamoto;N. Fukumoto and T. Kanki
• 通讯作者: N. Fukumoto and T. Kanki