核融合炉を想定したヘリオトロンプラズマの圧力駆動型MHD不安定性の検証

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核融合研究において、磁気流体力学(MHD)的不安定性の詳細な解明は、核融合プラズマを安定かつ高効率に燃焼維持する上で重要な課題のひとつである。本研究では、文部科学省核融合科学研究所のプラズマ核融合実験装置、大型ヘリカル装置(LHD)に代表されるヘリオトロンプラズマにおけるMHD特性を調べることを目的としている。LHD装置はトロイダル方向に10箇所の大型ポートを装備しているが、このポートにMIケーブルで製作された大口径磁束ループを設置した。これにより、従来観測できなかった時定数が長く、弱い磁場を観測できる体制が整った。同時に、磁束ループの信号をデジタル化し、保存するためのデータ収集系をセットアップした。計測ステーション(WE400)に実装されたアイソレーションディジタイザモジュール(WE7272)を使用して100kHzでサンプリングされ、ファーストイーサネットモジュール(WE7052)を介して計測データが保存された。LHDにおいて、非回転磁気島の存在が確認されており、MHD不安定性に大きな影響を与えている。磁束ループによる計測の結果、この非回転磁気島の時間変化に伴う揺動磁場が計測され、そのトロイダルモード構造、振幅、位相などを詳しく調べることができた。また、従来では観測されていなかった磁気島が消失する際の揺動磁場を検出することに成功し、磁気島に関連したMHD現象の理解に大きく資することが出来た。これらの研究成果をまとめ、国際会議及び国内学会で発表した。