核融合プラズマ中を運動するダストのその場測定と運動モデルの開発

聚变等离子体中灰尘运动的原位测量和运动模型的开发

• 批准号: 20049011
• 负责人: 朝倉 伸幸
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20049011/
• 关键词: プラズマ・核融合; 微小粒子・ダスト; プラズマ材料相互作用; トリチウム蓄積; レーザー散乱測定; スクレイプオフ層(SOL); ディスラプション; YAGレーザー光散乱測定; 高速カメラによる軌跡の測定

本年度は、1. プラズマ放電においてYAGレーザー散乱で測定されたダストの空間分布の解析を進め、プラズマ中での存在密度や大きさなどを数値化し、ダストが多く放出される放電条件を明らかにすること、2. シミュレーションによる運動モデルとの比較を行うこと、が主な目的であった。1. 様々な放電についてダスト粒子による散乱信号の強度や発生数の空間分布をまとめると共に、ダストの放出現象の特性を明らかにした。特に、ディスラプション時に多くの散乱信号が観測され、プラズマが消滅した直後も容器全体を飛翔していることが初めて明らかとなった。直後のプラズマ放電でも多くのダストがSOL領域を飛翔するが、セパラトリクスに近づくにつれ数も大きさも減少する。この結果、対向材表面から放出されたダストは昇華されつつSOL領域でプラズマ相互作用を受け運動するが、閉じ込めプラズマ領域への侵入は非常に少ないことが実験結果から判明した。2. ダイバータ付近から発生した大きさの異なるダストが昇華に至るまでの時間と周辺プラズマへの侵入距離についてシミュレーション計算した結果、通常観測される半径0.1mm以下のダストは200ms以下の時間でSOLにて昇華に至ることが示された。これらの計算結果は、ダストを消滅まで追尾した高速カメラの測定結果やSOLにおいて多くの散乱信号が観測されたことを支持する。3. さらに、本研究の対象であるダスト粒子を、JT-60U真空容器内の約180カ所で収集することができた。それらの重量、形状および水素同位体の蓄積量などの成分分析を今後実施することにより、プラズマ相互作用により対向材の表面で発生、あるいはプラズマが直接当たらない位置へ輸送され蓄積されるダストの挙動を理解し、総合的な研究成果を得るための貴重な試料となる。

は this year, 1. プ ラ ズ マ discharge に お い て YAG レ ー ザ ー scattered で determination さ れ た ダ ス ト の spatial analytical を の め, プ ラ ズ マ in で の density や big き さ な ど を the numerical し, ダ ス ト が く release more さ れ る discharge conditions を Ming ら か に す る こ と, 2. シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ る movement モ デ ル と の is line を う こ と, が main purpose な で あ っ た. 1. Others 々 な discharge に つ い て ダ ス ト particle に よ る の scattered signal intensity や 発 raw number の spatial distribution を ま と め る と に, ダ ス ト の release phenomenon の features を Ming ら か に し た. に, デ ィ ス ラ プ シ ョ ン に more く の scattered signal が 観 measuring さ れ, プ ラ ズ マ が eliminate し た fly straight も container after all を し て い る こ と が early め て Ming ら か と な っ た. Straight after の プ ラ ズ マ discharge で も more く の ダ ス ト が SOL fly field を す る が, セ パ ラ ト リ ク ス に nearly づ く に つ も れ number big き さ も reduce す る. こ の results, to the material on the surface of seaborne か ら release さ れ た ダ ス ト は sublimation さ れ つ つ SOL field で プ ラ ズ マ を interaction by け movement す る が and closing じ 込 め プ ラ ズ マ field へ の less intrusive は very に な い こ と が be 験 results か ら.at し た. 2. ダ イ バ ー タ paying nearly か ら 発 raw し た big き さ の different な る ダ ス ト が sublimation に to る ま で の week time と 辺 プ ラ ズ マ へ の intrusion distance に つ い て シ ミ ュ レ ー シ ョ ン computing し た results, usually 観 さ れ る radius of 0.1 mm below の ダ ス ト は の time under 200 ms で SOL に て sublimation に to る こ と が shown さ れ た. Calculation result こ れ ら の は, ダ ス ト を eliminate ま で rear-ended し た high-speed カ メ ラ の determination results や SOL に お い て more く の scattered signal が 観 measuring さ れ た こ と を support す る. 3. さ ら に, this study の like で seaborne あ る ダ ス を ト particles, JT - 60 u vacuum container by about 180 カ の で す 収 set る こ と が で き た. そ れ ら の weights, and shapes お よ び water volume element with a body の な ど の composition analysis を be applied in future す る こ と に よ り, プ ラ ズ マ interaction に よ り polices to material surface で の 発 birth, あ る い は プ ラ ズ マ が directly when た ら な い position へ conveying さ れ accumulation さ れ る ダ ス ト の 挙 を understand し, を 総 な using the research results have る た め の precious な sample Youdaoplaceholder0.

项目成果

Measurements of Carbon Dust by Fast TV Camera and Laser Scattering

通过快速电视摄像机和激光散射测量碳尘

• 发表时间: 2010
• 期刊: JAEA-Review 2009-045
• 作者: Nobuyuki Asakura

JT-60UにおけるYAGレーザー散乱によるプラズマ中のダスト分布と発生頻度の評価

使用 JT-60U 中的 YAG 激光散射评估等离子体中的灰尘分布和产生频率

• 发表时间: 2009
• 作者: Nobuyuki Asakura;朝倉伸幸
• 通讯作者: 朝倉伸幸

JT-60Uにおける高速カメラとYAGレーザー散乱による炭素ダスト測定

在 JT-60U 上使用高速相机和 YAG 激光散射进行碳尘测量

• 发表时间: 2008
• 作者: Nobuyuki Asakura;朝倉伸幸;朝倉 伸幸
• 通讯作者: 朝倉 伸幸