Fast ion heating and plasmoid reconection driven by magnetic helicity injection

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。

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。