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相対論効果を考慮したITERスケールプラズマの反射法シミュレーション研究

考虑相对论效应的ITER尺度等离子体反射模拟研究

基本信息

批准号：
20026003
负责人：
北條仁士
金额：
$ 1.79万
依托单位：
University of Tsukuba
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

ITERのような電子温度が10keVを超えるような核燃焼プラズマにおいては, マイクロ波計測における高温電子の相対論効果は無視できない。相対論効果によって電子質量は実効的に重くなり, それによって電子プラズマ周波数ω_<pe>が小さくなるので, これに関係するマイクロ波のカットオフ周波数が大きく変化するからである。相対論効果による電子質量の増加AはA=1+T_e/204で与えられ, これから電子質量の増加割合は電子温度T_e=20keVで約10%, 40keVでは約20%になることが分かる。これは無視することの出来ない大きさである。本研究では, 干渉計も含め反射計計測おける電子の相対論効果の影響について超短パルス反射法のFDTDシミュレーションも含めた解析を行った。干渉計計測と反射計計測に関しては, モデル密度分布を仮定して電子の相対論効果の影響に関する理論解析も行った。結果, 密度分布を決定するアーベル逆変換の式に電子質量の相対論的補正Aを考慮することによって正しい密度分布が得られることが明らかになった。具体的には,反射計計測の場合アーベル逆変換式の中のω_<pe>をω_<pe>/A^<1/2>で置き換えることによって電子質量の相対論補正が取り入れられる。また干渉計計測では密度分布に対するアーベル逆変換式にAをかけることによって相対論補正が取り入れられる。これらの解析結果は, 超短パルス反射法に関するFDTDシミュレーションの結果とも一致している。干渉計計測や反射計計測において, アーベル逆変換式に相対論補正Aを考慮することによって密度分布の正しい再構成が得られることが明らかになったが, 実際にこれを実施するには電子温度Teの空間分布を前もって計測しておく必要があり, これはマイクロ波計測における新たな課題となる。

The electron temperature of ITER is 10keV, and the phase effect of nuclear combustion is ignored. The electron mass of the phase theory is the weight of the electron mass<pe>, and the electron mass is the frequency of the electron mass. In contrast, the electron mass increases by A=1+T_e/204 and the electron temperature increases by T_e=20keV by about 10%, 40keV by about 20%. This is the first time I've seen a woman. In this study, the influence of electron correlation effect on interference calculation including reflection calculation was studied by FDTD method. Theoretical analysis of the relationship between interference measurement and reflection measurement and the effect of electron correlation on the determination of electron density distribution As A result, the density distribution is determined by the inverse equation, and the electron mass is corrected by the correlation theory. In particular, in the case of reflection measurement, the ω_<pe>ω_<pe>/A^<1/2> in the inverse transformation is set to the phase correction of the electron mass. The density distribution of dry matter is measured by inverse transformation A. The phase correction A. The analytical results are consistent with those of FDTD for ultra-short-range reflection method. A new problem in measurement of electron temperature Te is to consider the reconstruction of electron density distribution.