磁場反転配位(FRC)プラズマの安定性

点击翻译按钮获取中文摘要

本年度の分担は“FRC傾斜モード安定性の数値解析と局所モード解析の定式化"である。1.FRC傾斜モード安定性の数値解析この不安定性が何らかの機構によって安定化されないと閉じ込め配位は崩壊する。実験で得られたFRCの多くはFLR効果によって安定化されているが、この安定化機構は炉心条件下では効果的でない。そこで本研究では炉心条件下での安定化に目標を絞った。このため非圧縮性理想MHDモデルを用いて解析を実行した。新しく導入したセパラトリックス端部の形状(形状指数N)と中心面での電流分布(分布指数h)が安定化に重要であることを見いだした。十分にレーストラック型のセパラトリックス(N<1)を持ち、かつホロー電流分布(h<1)をしたFRCは傾斜モードに対して安定になることを初めて見いだした。FRC炉心に新しい展望を与える。研究成果の一部はアメリカ物理学会プラズマ分科会(1993年11月)で招待講演された。2.局所モード解析の定式化理想MHDモデルと2重断熱近似モデルを用いて、局所モード安定性の変分法による定式化を行った。FRCでは一本の磁力線に沿った曲率が極めて局在しているためバルーニングモード安定性の数値計算を精度良く実行するアルゴリズムがなかなか作れなかったが、磁場強度に関係した伸縮座標の導入によって満足のいくアルゴリズム出来た。現時点では、テストランが漸く終了したところである。今後は、傾斜モード安定化で有効であったセパラトリックス形状と電流分布が局所モード(バルーニング、フルート)の安定化にどう影響するかという点に注目して数値解析を実行していく。