イオン系の速い計測に拠る周辺輸送障壁の崩壊及び回復のダイナミクスの研究

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本研究では先ず速いイオンの挙動を計測するために、従来の計測器より10-100倍程度速い時間分解能を有する、高速荷電交換再結合分光装置を改造し、測定精度を改善する。これを用い、Edge Localized Mode (ELM)間のプラズマ周辺部の密度、イオン温度、並びにプラズマ回転分布の同位置・同時計測を行う。これら得られたデータにより周辺輸送障壁の崩壊と回復のダイナミクスの物理機構の解明、並びに周辺輸送障壁回復時の輸送・電場/回転・圧力の相関を詳細に導出し、輸送改善の因果関係と空間構造を決定する機構を解明する事を研究目的としている。今年度は、本研究計画を基に、1.データのクロスチェックに使用できる、高速CCDを用いた分光器を開発し、より確度の高い周辺輸送障壁の解析を行うことを可能にした。2.また、輸送特性やELM等のMHD安定性を決定する重要なパラメータであるプラズマの回転についてもその駆動機構や運動量輸送を、将来の装置ITERでの運転シナリオに近いHモードプラズマで調べた。3.そして、速い計測の特徴を生かし、イオン温度や回転の実時間制御用のシステムの基礎を、物品費を用いて整備し、実際にイオン温度分布とトロイダル回転速度の実時間制御を実証した。以上の研究成果をまとめ、旅費を用いて土岐市で開催された国際学会で招待講演として発表し、論文「Physical Review Letters誌」、「Plasma and Fusion Research」に第一著者として発表した。