アルヴェン固有モード・センシングシステムによるアルファ粒子損失機構の研究

使用Alfvén本征模传感系统研究α粒子损失机制

• 批准号: 16082209
• 负责人: 東井 和夫
• 金额: $ 38.21万
• 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 Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16082209/
• 关键词: プラズマ・核融合; アルファ粒子; 高速イオン; アルヴェン固有モード; TAE; 高速粒子モード; 損失イオンプローブ; ピッチ角; アルヴェン波; MHDモード; シアアルヴェンスペクトル; 高速イオン損失; 摂動高周波磁場; ラーマ半径; 磁気プローブ; 荷電交換中性粒子束

本研究では、トーラスプラズマにおけるアルファ粒子によるアルヴェン固有モード(AE)の励起とAEの高速イオン輸送に及ぼす影響を明らかにすることを目指し、LHDやCHSなどのヘリカル装置とJT-60Uトカマクにおいて中性ビーム入射(NBI)で生成した高速イオンによるAE励起とAEの高速イオン輸送への影響の解明、及びAEの安定性評価に重要な減衰率の測定と減衰機構の解明を進めている。主要な成果は下記の通りである。(1)CHSにおいてプラズマ周辺部へ挿入可能な方向性プローブとプラズマ外に設置したシンチレータ型損失高速イオンプローブによる測定から、高速イオンにより励起された高速粒子モード(EPM)によりプラズマ内部からプラズマ外へ輸送される高速イオン束を観測し損失機構を明らかにした。(2)JT-60UトカマクではAEによる高速イオン輸送を中性子放射の径方向分布から導出し、高速イオンの磁場リップル輸送の理論との比較からAEの影響を定量的に評価した。(3)LHDでは、NBI電流駆動により非単調回転変換分布を生成したとき、トカマクの反転磁気シアAEに類似したアルヴェン固有モードが励起されることを見出した。(4)AEやEPMは高速イオンにより不安定化されるが、CHSでは電子サイクロトロン加熱で生成したヘリカル磁場リップルに捕捉された高速電子も高速イオンと同様にAEやEPMを励起できることを明らかにし、高速電子励起のバースト的EPMを観測した。高速電子の軌道計算からこのような励起の可能性を明らかにした。(5)CHSではアンテナにより10kHzから300kHzまでの交流磁場印加によりプラズマ周辺部でTAEを励起し、減衰率を測定した。減衰率は固有周波数の10-20%と相当高く連続スペクトル減衰が重要と考えられる。当初の目的とした成果に加え、新たな興味深い成果が得られた。

This study is aimed at clarifying the effects of excitation and AE on high speed transmission of particles and their intrinsic characteristics. The study is aimed at clarifying the effects of excitation and AE on high speed transmission of LHD and CHS devices and JT-60U neutral incident (NBI) generation. and AE stability evaluation, determination of attenuation rate and analysis of attenuation mechanism. The main results are recorded below. (1)CHS is a high-speed particle transport system (EPM), which is equipped with a high-speed particle transport system and a high-speed particle transport system. (2)JT-60U high speed magnetic field transport theory and comparison of radial distribution of radiation and AE effects. (3)LHD and NBI current fluctuations are generated by non-single modulation and inversion distribution. (4)AE EPMs are high speed electronic devices that generate magnetic fields, capture high speed electronic devices, and energize them. The possibility of excitation for high-speed electron orbit calculation is clear. (5)CHS is excited at 10kHz and 300kHz, and the AC magnetic field is excited at the periphery and the attenuation rate is measured. The attenuation rate is 10-20% of the inherent frequency. The original goal is to increase the results, and the new interest is to achieve the results.

项目成果

Experimental studies of energetic-ion-driven MHD instabilities in Large Helical Device plasmas

• DOI: 10.1088/0029-5515/45/5/003
• 发表时间: 2005-05-01
• 期刊: NUCLEAR FUSION
• 影响因子: 3.3
• 作者: Yamamoto, S;Toi, K;Yamazaki, K
• 通讯作者: Yamazaki, K

Confinement degradation and transport of energetic ions due to Alfvén eigenmodes in JT-60U weak shear plasmas

• DOI: 10.1088/0029-5515/47/8/016
• 发表时间: 2007-08
• 期刊: Nuclear Fusion
• 影响因子: 3.3
• 作者: M. Ishikawa;M. Takechi;K. Shinohara;C. Cheng;G. Matsunaga;Y. Kusama;A. Fukuyama;T. Nishitani

Observation of Alfven Eigenmodes with Frequency Sweeping in a Large Helical Device Plasma with Large Counter Beam-Driven Current(Invited talk)

大型螺旋装置等离子体中大反向束驱动电流扫频阿尔文本征模观测（特邀报告）

• 发表时间: 2007
• 作者: K. Toi;F. Watanabe;T. Tokuzawa;K. Ida;S. Yamamoto;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Damping Mechanism of Alfven Eigenmode on CHS and Its Sensing System on JT-60U

CHS上阿尔文本征模阻尼机构及其JT-60U传感系统

• 发表时间: 2007
• 作者: G. Matsunaga;K. Toi;M. Takechi;K. Shinohara;A. Fukuyama
• 通讯作者: A. Fukuyama

Studies of fast-ion transport induced by energetic particle modes using fast-particle diagnostics with high time resolution in CHS

使用 CHS 中高时间分辨率的快粒子诊断研究由高能粒子模式引起的快离子输运

• 发表时间: 2006
• 期刊: Nuclear Fusion 46・10
• 作者: M.Isobe;K.Toi;H.Matsushita;K.Goto;C.Suzuki et al.
• 通讯作者: C.Suzuki et al.