ヘリカル系プラズマにおける密度限界放射崩壊時のパワーバランスとその不可逆性

螺旋等离子体密度限制放射性衰变过程中的功率平衡及其不可逆性

• 批准号: 15656235
• 负责人: 山田 弘司
• 金额: $ 1.98万
• 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 Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15656235/
• 关键词: プラズマ・核融合; 物性実験; 熱粒子束; 不純物; 密度限界; 周辺プラズマ; 放射損失; 熱伝導; 荷電交換損失; 壁コンディショニング; 統合コード

本研究課題は本年度で終了である。密度限界点でのプラズマの挙動に関する3年間の研究成果をまとめるとともに、得られた知見を考察し、今後の課題と取り組み方を整理した。これまで、核融合科学研究所の大型ヘリカル装置において放射崩壊を起こす領域に近いプラズマを対象として、加熱を止めたり、追加熱を加えたりすることにより、その放電の時間発展について特徴的な物理現象の時間スケールとそのヒステリシス特性を調べてきた。冷却時の蓄積エネルギーの変化率は放射損失の約2倍大きく、またその変化率はパワーが無い間隔に依存していること、間隔が短い場合は冷却と再加熱の課程は可逆的であるが、間隔の増大に伴って、ヒステリシスを示すようになり、最終的には放射崩壊し、元に戻らなくなることを実験において示した。また、放射崩壊近辺において、プラズマがダイバータを通して壁と接触している状態から、周辺プラズマの放射損失によって、高温プラズマがダイバータから離脱した、いわゆるデタッチプラズマが準静的(2秒程度)に維持されるという新しい運転領域の研究を進めた。これは従来、パワーバランスが不安定であり、過渡的にしか存在しないと考えられていたことを覆すもので、プラズマの強い自律性を示すものである。強い放射損失が回転する磁力線に沿った帯状構造に集中して起こることも本萌芽研究の過程で発見された。また、目本原子力研究所におけるJT-60Uにおける密度限界に関する実験と比較を行い、特に磁気シアが強い配位は周辺プラズマの閉じ込め特性が高密度で劣化しない共通性が見出された。高密度での良好な粒子閉じ込めを示すデタッチプラズマの高性能化および、磁気シアの効果の物理的意味を探ることが今後の課題として抽出された。

This research topic is the end of this year. The research results of density boundary point and dynamic relationship in the past three years have been investigated and the future problems have been organized. The large-scale nuclear fusion equipment in the nuclear fusion science research institute has been used to adjust the time characteristics of physical phenomena in the near future. The rate of change of accumulation during cooling is about twice as large as that of radiation loss. The rate of change depends on the interval. When the interval is short, the course of cooling and reheating is reversible. The research on radiation loss in the vicinity of the radiation collapse is progressing in the field of new transportation. This is the first time that we've had a chance to talk to each other. The process of intensive radiation loss along the magnetic line is described. The density limit of JT-60U is related to the comparison of the magnetic properties of JT-60U with the high density and the degradation of the magnetic properties of JT-60 U. The physical implications of high density and good particle density are explored.

项目成果

Temperature dependence of the thermal diffusivity in high-collisionality regimes in the Large Helical Device

大型螺旋装置中高碰撞状态下热扩散率的温度依赖性

• 发表时间: 2005
• 期刊: Plasma Physics and Controlled Fusion (掲載予定)
• 作者: J.Miyazawa;H.Yamada et al.
• 通讯作者: H.Yamada et al.

Sustained Detachment with the Self-Regulated Plasma Edge beneath the Last Closed Flux Surface in LHD

LHD 中最后闭合通量表面下方的自调节等离子体边缘的持续分离

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Plasma and Fusion Research 81・5
• 作者: J.Miyazawa;et al.
• 通讯作者: et al.

Self-sustained detachment in the Large Helical Device

大型螺旋装置中的自持分离

• 发表时间: 2006
• 期刊: Nuclear Fusion 46
• 作者: S. Masuzaki;et. al.;T. Morisaki;J. Miyazawa;J. Miyazawa
• 通讯作者: J. Miyazawa