新古典輸送効果およびプラズマ境界形状を考慮したトーラス系磁場の配位最適化の理論研究

考虑新古典输运效应和等离子体边界形状的环面磁场协调优化理论研究

• 批准号: 09780473
• 负责人: 横山 雅之
• 金额: $ 1.09万
• 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 Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09780473/
• 关键词: トーラス系磁場配位; プラズマ境界形状; 準対称磁場配位; 準等磁場配位; 粒子軌道閉じ込め; 新古典輸送; 軸対称ステラレータ; ヘリカル対称ステラレータ; ポロイダル対称ステラレータ; MHD平衡

トーラス系磁場配位によるプラズマ閉じ込めの理論的最適化を追求している。MHD平衡が、境界値問題であることを鑑みて、プラズマ境界形状とMHD平衡、特に、磁場スペクトルの変化に着目して、理論的最適化の基礎的研究を行った。プラズマ境界のヘリカル変形、三角変形、立体磁気軸化が磁場スペクトルとどのように関連しているか系統的に調べ、その結果について、“Realization and Classification of Symmetric Stellarator Configurations through Plasma Boundary Modulations"(NUCLEARFUSION誌)において発表した。この基礎的研究により、準軸対称、準ヘリカル対称のステラレータを形成するおよそのガイドライン(必要なプラズマ境界変形、望ましいアスベクト比、トロイダル周期数など)を得ることができた。これは、今後、様々な物理特性を考えながら磁場配位の最適化を大規模計算によって行っていく上で、その見通しをよくするために必要不可欠な知見である。さらに、オリジナルな配位として、準ポロイダル対称配位形成の可能性を示した。また、準対称磁場配位よりも磁場スペクトルの観点からの拘束ガ小さく、かつ、捕捉粒子でさえ、案内中心が磁気面から逸脱しないという“準等磁場系配位"が、ドイツ、米国などで検討されている。磁場構造を2次元化するのではなく、3次元性を保ったままで粒子軌道閉じ込めを改善できる可能性があり、この場合、その他の物理特性(MHD、新古典輸送など)を最適化する自由度が高まる。ドイツのJ.Nuhrrenberg博士らとの議論を通じて、上で述べた準ポロイダル対称配位と準等磁場系配位との関連が明らかになりつつある。準対称系磁場配位、準等磁場系磁場配位など、世界各地で進展しつつある“ヘリカル系磁場配位の新概念"を、プラズマ・核融合学会誌の解説記事として発表した。

The optimization を of the ト, ラス and ラス theory of magnetic field coordination によるプラズ and じ込め pursues the pursuit of て, て, る and る. MHD equilibrium が, boundary numerical problem で あ る こ と を guide み て, プ ラ ズ マ boundary shape と MHD equilibrium, に, magnetic field ス ペ ク ト ル の variations change に with mesh し て, the study of the theory of optimization の を line っ た. プ ラ ズ マ realm の ヘ リ カ ル - form, triangle - form, three-dimensional magnetic 気 shaft が magnetic ス ペ ク ト ル と ど の よ う に masato even し て い る か system に べ, そ の results に つ い て, the Realization and Classification of Symmetric Stellarator Configurations through Plasma Boundary Modulations"(NUCLEARFUSION magazine)にお て て release Modulations た. こ の based research に よ り, quasi axis said seaborne, quasi ヘ リ カ ル said seaborne の ス テ ラ レ ー タ を form す る お よ そ の ガ イ ド ラ イ ン (necessary な プ ラ ズ マ realm - shape, ま し い ア ス ベ ク ト ratio, ト ロ イ ダ ル cycles な ど) を must る こ と が で き た. こ れ は, in the future, others 々 な physical properties を exam え な が ら magnetic field optimal coordination の を large-scale computing に よ っ て line っ て い く で, そ の see tong し を よ く す る た め に not owe な necessary knowledge で あ る. さ ら に, オ リ ジ ナ ル な ligand と し て, quasi ポ ロ イ ダ ル said seaborne ligand formation possibility の を し た. ま た, must according to magnetic field coordination よ seaborne り も magnetic ス ペ ク ト ル の 観 point か ら の constraint ガ small さ く, か つ, capture particle で さ え, within the case center が magnetic 気 surface か ら ease off し な い と い う "such as magnetic system coordination" が, ド イ ツ, m な ど で beg さ 検 れ て い る. Magnetic field structure を twice (す る の で は な く, 3 dimensional を bartender っ た ま ま で particle orbit close じ 込 め を improve で き る possibility が あ り, こ の occasions, そ の he の physical properties (MHD, new classical conveying な ど) optimal を す る high degrees of freedom が ま る. Dr ド イ ツ の j. uhrrenberg ら と の comment を tong じ て, で above べ た quasi ポ ロ イ ダ ル said seaborne ligand と quasi system such as magnetic field coordination と の masato even が Ming ら か に な り つ つ あ る. Must say seaborne magnetic field coordination, quasi such as magnetic field magnetic field coordination な ど, all over the world で progress し つ つ あ る "ヘ リ カ ル series magnetic field coordination の new concept" を, プ ラ ズ マ, nuclear fusion society volunteers の explanation for と し て 発 table し た.

项目成果

M.Yokoyama: "Realization and Classification of Symmetric Stellarator Configurations through Plasma Boundary Modulations" NUCLEAR FUSION. (受理済). (1998)

M. Yokoyama：“通过等离子体边界调制实现对称仿星器配置”核聚变（已接受）（1998 年）。

M.Yokoyama: "An Optimized Helical Axis Stellarator with Modulated l=1 Helical coil" Journal of Plasma and Fusion Research. 73・7. 723-731 (1997)

M. Yokoyama：“带有调制 l=1 螺旋线圈的优化螺旋轴仿星器”《等离子体与聚变研究杂志》73・7（1997 年）。

M.Yokoyama: "Basic Study for Innovative Concepts of Stellarator Configurations" Journal of Plasma and Fusion Research. JPFR Series1(受理済). (1998)

M. Yokoyama：“仿星器配置创新概念的基础研究”JPFR Series1（已接受）。

M.Yokoyama: "Role of Bumpy Field for Improvement of Collisionless Particle Confinement in Helical Axis Heliotrons" Journal of Plasma and Fusion Research. JPFR Series1(受理済). (1998)

M. Yokoyama：“凹凸场对改善螺旋轴日光管中无碰撞粒子限制的作用”《等离子体与聚变研究杂志》系列 1（已接受）。

M.Yokoyama et al: "Realization and Classification of Symmetric Stellarator Configurations through Plasma Boundary Modulatios" NUCLEAR FUSION. 38・5. 681-699 (1998)

M. Yokoyama 等人：“通过等离子体边界调制实现对称仿星器配置”38・5（1998 年）。