磁化シートプラズマ終端部の傾斜ターゲットの影響

壁と接するプラズマに対する磁場の影響は、核融合のダイバータプラズマにおいて重要な問題である。特に密度勾配と電位勾配の大きいプラズマが傾斜ターゲット板と接する場合は、プラズマと壁との間に電位構造(マグネティックプレシース)、この電位により加速されたイオン衝撃による熱負荷・損傷、など数多くの問題が未解決になっている。この研究の目的は、高密度勾配で高電位勾配を有するシートプラズマ終端部の解放磁場領域に、ダイバータ板に類似の傾斜ターゲットを配置し、ターゲット板の角度及び電位を変化させたときのプラズマとターゲットへの影響を調べることである。シートプラズマの終端部では、ダイバータ近傍のプラズマと同様シート状で、かつ大きな密度勾配と電位勾配を有する特殊なプラズマになっている。またプラズマ中央部にV型の静電ポテンシャルの井戸が形成されており、有限ラ-マ半径効果が大きく通常のプラズマとは大きく異なっている。そのため傾斜ターゲットの影響を調べるのに最も適したプラズマであると考えている。具体的には、ターゲット板の角度を変化させて、プラズマの電子温度、電子密度、空間電位とターゲットに流入する電流分布を測定し熱負荷の空間分布を定性的に評価した。シートプラズマ終端部の傾斜ターゲットの角度を変化させていくと、タ-ゲト前面に電子温度の数倍程度の深さで、かつイオンのラ-マ半径の数倍の長さのマグネティックプレシースが形成されることを実験的に初めて見いだした。ターゲットに到達する電流分布は、中心で電子電流、周辺でイオン電流の対称的な分布でなっており、ターゲットを傾斜させることにより、イオン電流の分布が、プラズマ下部で増加し非対称になることがわかった。

壁と接するプラズマに対する磁場の影響は、核融合のダイバータプラズマにおいて重要な問題である。特に密度勾配と電位勾配の大きいプラズマが傾斜ターゲット板と接する場合は、プラズマと壁との間に電位構造(マグネティックプレシース)、この電位により加速されたイオン衝撃による熱負荷・損傷、など数多くの問題が未解決になっている。この研究の目的は、高密度勾配で高電位勾配を有するシートプラズマ終端部の解放磁場領域に、ダイバータ板に類似の傾斜ターゲットを配置し、ターゲット板の角度及び電位を変化させたときのプラズマとターゲットへの影響を調べることである。シートプラズマの終端部では、ダイバータ近傍のプラズマと同様シート状で、かつ大きな密度勾配と電位勾配を有する特殊なプラズマになっている。またプラズマ中央部にV型の静電ポテンシャルの井戸が形成されており、有限ラ-マ半径効果が大きく通常のプラズマとは大きく異なっている。そのため傾斜ターゲットの影響を調べるのに最も適したプラズマであると考えている。具体的には、ターゲット板の角度を変化させて、プラズマの電子温度、電子密度、空間電位とターゲットに流入する電流分布を測定し熱負荷の空間分布を定性的に評価した。シートプラズマ終端部の傾斜ターゲットの角度を変化させていくと、タ-ゲト前面に電子温度の数倍程度の深さで、かつイオンのラ-マ半径の数倍の長さのマグネティックプレシースが形成されることを実験的に初めて見いだした。ターゲットに到達する電流分布は、中心で電子電流、周辺でイオン電流の対称的な分布でなっており、ターゲットを傾斜させることにより、イオン電流の分布が、プラズマ下部で増加し非対称になることがわかった。