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。

今年的主要目标是1。我们对血浆放电中YAG激光散射测量的尘埃的空间分布进行了分析，量化了血浆中的存在密度和大小，并阐明了发出大量灰尘的排放条件，并将其与模拟模型进行比较。 1。我们总结了由灰尘颗粒引起的各种放电的强度和散射信号的空间分布，还揭示了灰尘发射现象的特征。特别是在中断期间观察到许多散落的信号，首先揭示了整个血管即使在血浆消失后仍在飞行。即使在等离子体放电之后，许多尘埃也会飞过SOL区域，但是当它接近分离杆时，其数量和尺寸也会减少。结果，从相反材料表面释放的尘埃被升华并在SOL区域的血浆相互作用下移动，但是入侵被侵入受到约束的血浆区域非常小。 2。进行了模拟计算，这些计算在分流器附近产生的不同尺寸的灰尘与到周围血浆的穿透距离之间进行了时间，并且显示半径小于0.1 mm的灰尘通常观察到的灰尘将在小于200 ms的时间内在SOL上升华。这些计算结果支持高速相机的测量结果，该高速相机跟踪灰尘直至消失，并且在SOL中观察到许多散射信号的事实。 3.此外，这是本研究的主题，可以在JT-60U真空容器内的大约180个位置收集。通过进行未来的成分分析，例如其重量，形状和氢同位素积累，它将成为了解由于等离子体相互作用而导致的相对材料表面上产生的尘埃的行为，或运输并积累到血浆未直接命中的位置，并获得全面的研究结果。

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