ゼロ回転変換面を有するヘリカル磁場配位によるMHD安定性と閉じ込め特性の改善

通过具有零旋转转换表面的螺旋磁场配置来改善 MHD 稳定性和约束特性

• 批准号: 16656287
• 负责人: 東井 和夫
• 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 Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16656287/
• 关键词: プラズマ核融合; 回転変換; 軸対称磁気島; 電流ホール; NBI電流駆動; 回転変換制御; 速度シア; MHD平衡; MHD安定性; 電流駆動; 閉じ込め改善

ヘリカル装置において、ヘリカルコイルによる回転変換を減少させる方向にプラズマ電流を誘起して、中心部にゼロあるいは負の回転変換を有する磁場配位の実現を目指す。このような配位のプラズマコア部では、回転変換の低減により大きなShafranovシフトが誘起されプラズマコア部に深い磁気井戸の形成が期待されるとともに周辺部に非常に大きな磁気シアが実現できる。このような好ましい特徴を有する磁場配位のMHD安定性と閉じ込め特性への影響を調べた。LHDにおいては、磁気軸位置R_<ax>=3.75mの配位でトロイダル磁場Bt〜0.8-1.5Tにおいてヘリカルコイルによる回転変換を減少させる方向にNBI駆動電流を流し、プラズマ中心部にゼロあるいは負の回転変換領域が形成されるか、動的シュタルク効果(MSE)測定やMHDモード分布測定により確認をめざした。放電パルスが3秒程度で磁場拡散時間の2-3倍程度でしかもプラズマ電流が増大し続け、十手以上に達するまでには至らなかった。このためMSE計測の結果は、回転変換がプラズマ周辺部が主として減少し、中心部ではむしろ若干増加していることを示唆した。有効に中心部の回転変換を低下させるため、トロイダル磁場を1T以下とし電子温度を低下させ電流の内部への拡散を促進させ、かつcounter電流を相対的に増加させるため|Ip|/Btをできるだけ大きく(たとえば、150kA/Tより大きく)なるように今後の実験を進める必要がある。このような大きな逆方向電流を有するプラズマでは、モード数がm=0/n=0で1kHz以下の低周波揺動が観測された。また、トロイダルモード数がn=0のグローバルアルヴェン固有モード的振動が多数観測された。また、100kHzにいたるまで10数高調波を伴うMHD揺動も観測された。

ヘ リ カ ル device に お い て, ヘ リ カ ル コ イ ル に よ る back planning - in を reduce さ せ る direction に プ ラ ズ マ current を induced し て, center に ゼ ロ あ る い は negative の back planning - in を have す る magnetic field coordination の be presently を refers す. こ の よ う な ligand の プ ラ ズ マ コ ア department で は, back to the planning, variations in の low cut に よ り big き な Shafranov シ フ ト が induced さ れ プ ラ ズ マ コ ア department に deep well い magnetic 気 opens の form が expect さ れ る と と も に weeks 辺 department に very big に き な magnetic 気 シ ア が be presently で き る. こ の よ う な good ま し い, 徴 を have す る magnetic field coordination の MHD stability と closed じ 込 め features へ の influence を adjustable べ た. LHD に お い て は, magnetic 気 shaft position R_ (ax > = 3.75 m の ligand で ト ロ イ ダ ル Bt - 0.8-1.5 T magnetic field に お い て ヘ リ カ ル コ イ ル に よ る back planning - in を reduce さ せ る direction に NBI 駆 electric current to flow を し, プ ラ ズ マ center department に ゼ ロ あ る い は negative の back planning variations in field が form さ れ る か, moving シ ュ Youdaoplaceholder0 ド efficacy (MSE) determination やMHDモ ド ド distribution determination によ confirmation をめざ た た. Degree of discharge パ ル ス が 3 seconds で magnetic field company, scattered time の 2-3 times degree で し か も プ ラ ズ マ が raised large current し 続 け, more than ten hand に す る ま で に は to ら な か っ た. は こ の た め MSE measuring の results, back to the planning, variations in が プ ラ ズ マ weeks が 辺 department main と し て reduce し, center で は む し ろ several rights and し て い る こ と を in stopping し た. Have a sharper に の planning back to the center - in low を さ せ る た め, ト ロ イ ダ ル を 1 T magnetic field under と し electronic temperature low を さ せ current の へ の scattered を company, promote さ せ, か つ を counter current phase of seaborne に raised plus さ せ る た め | | Ip/Bt を で き る だ け big き く (た と え ば, 150 ka/T よ り big き く) な る よ う Youdaoplaceholder0 In the future, <s:1> practical application を to める is necessary がある. こ の よ う な big き な reverse direction current を す る プ ラ ズ マ で は, モ ー ド number が m = 0 / n = 0 で below 1 KHZ の low-frequency dynamic が 揺 観 measuring さ れ た. ま た, ト ロ イ ダ ル モ ー ド number が n = 0 の グ ロ ー バ ル ア ル ヴ ェ ン inherent モ ー ド が most 観 vibration measurement さ れ た. Youdaoplaceholder0, 100 KHZ に された たるまで たるまで10 digital high-key wave を accompanied by うMHD oscillation 観 観 measurement された.

项目成果

Observation of Internal Structure of Edge MHD Modes in High Beta Plasmas on the Large Helical Device

大型螺旋装置高β等离子体边缘MHD模式内部结构观察

• 发表时间: 2005
• 期刊: J. Plasma Fusion Res. 81, 967
• 作者: WATANABE Fumitake;OHDACHI Satoshi;TAKAGI Shohji;TOI Kazuo;SAKAKIBARA Satoru;WATANABE Kiyomasa;MORITA Shigeru
• 通讯作者: MORITA Shigeru