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プラズマ乱流がマイクロ波伝播に及ぼす影響の実験的解明

等离子体湍流对微波传播影响的实验阐明

基本信息

批准号：
19K14688
负责人：
矢内亮馬
金额：
$ 2.5万
依托单位：
National Institute for Fusion Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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-19K14688/
关键词：
ECH マイクロ波プラズマ乱流電子サイクロトロン共鳴加熱

项目摘要

プラズマ乱流により生じる密度揺動により、プラズマ中を伝播するマイクロ波が散乱されビームが広がってしまう現象が、ECHによるプラズマ加熱に与える影響を評価することは、正確な加熱・電流駆動を行うために必要であり、核融合炉実現に向けて重要である。そのため国内で稼働中の磁場閉じ込めプラズマ装置の中で、最大規模の装置である大型ヘリカル装置LHDにおいて、以前に実施した実験結果を解析し、プラズマの乱流に起因する密度揺動に伴うビームの広がりを電子温度分布の変化から評価しようと試みた。しかし、現状得られている実験データの解析では密度揺動によると考えられる影響を評価するには至らなかったため、LHDでの実験に基づいた電磁界シミュレーションによる評価を行うこととした。磁場に垂直なECHビームの伝播を模擬した２次元の電磁界シミュレーションを実施するモデルを構築し、プラズマの密度揺動の空間構造の影響を評価するとともに、PCI計測に基づくプラズマの密度揺動を取り入れてLHD実験を一部模擬したシミュレーションを行った。初期のプラズマのモデルにバグがあり、ECHを模擬したマイクロ波ガウシアンビームの広がりを過大評価してしまう問題があったが、現在は解決でき、妥当と考えられる結果を得られている。今後、このシミュレーションを活用してLHD実験でのパラメータに基づく評価を行ない、ECHビームがプラズマ乱流によって受ける影響が、現状の実験データで解像可能な範囲にあるのかについて評価を進める。

The effect of heating and current fluctuation is necessary for the realization of nuclear fusion furnace. Analysis of the results of the large-scale LHD test, the lar The analysis of the current situation is based on the evaluation of the electromagnetic field. Magnetic field simulation, two-dimensional electromagnetic field simulation, PCI measurement, density simulation and spatial structure evaluation In the early stage, the problem was solved properly. In the future, the application of this system will be implemented in the LHD system, and the system will be affected by the turbulence. The system will be implemented in the future.