炉心プラズマにおける閉じ込め改善の物理機構解明のための粒子注入型電極の開発研究

研究和开发粒子注入电极以阐明改善核心等离子体约束的物理机制

• 批准号: 07J07419
• 负责人: 宇藤 裕康
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J07419/
• 关键词: 核融合; 炉心プラズマ; 磁場閉じ込め; Hモード物理; 高密度プラズマ; 高ベーダプラズマ; MHD不安定性; 電極バイアス; 高ベータプラズマ

今年度は、粒子注入型電極の開発において電極電源の高電圧を図ることにより、粒子注入型電極のツールとしてのさらなる高性能化を行い、これまで得られていた高密度プラズマ生成回数を大きく上回る100回以上ものの生成回数を達成することに成功した。また小型のパラジウム(金コーティング)電極と併せて用いることにより、電極位置依存性の検証、それに伴うプラズマパラメータの詳細な分布計測が可能となった。電極位置を効果的に変化させることにより、圧力勾配、径電場、径電場シアの形成位置と電極位置には正の相関があることが判明した。以上の結果から、小型化したパラジウム(金コーティング)電極は、圧力勾配、径電場、径電場シアの形成位置を制御することが可能であり、それらを制御した閉じ込め改善の物理機構解明のための実験用ツールとしても有効であると言える。低磁場中におけるバイアス実験では、磁場配位依存性について検証し、標準配位ではベータ値β〜1%のプラズマの生成に成功し、磁気井戸配位及び磁気丘配位における高ベータ中での揺動分布の差異を明らかにすることに成功した。併せて、三次元平衡計算コードVMECを用いて、両配位におけるMHD平衡計算を行い、実験結果と定性的な一致を示唆する結果が得られた。また、LHD(核融合科学研究所)、Heliotron-J(京都大学)にて、高磁場中での駆動力制御によるバイアス実験のための予備実験を行い、LHDにおけるバイアス実験では、熱負荷に耐えうる新材料を用いた電極により、バイアス実験可能であることが示された。Heliotron-Jでは電極電源の高電圧化及び長時間化を図ることにより、電極バイアスにより遷移可能であることが実験的に示され、今後の電極バイアス実験のための各装置でのデータベース構築並びに電極バイアスによるプラズマ閉じ込め物理に関して重要な知見を得ることに成功した。

This year, particle injection electrode development high voltage, particle injection electrode development high performance, high density, high frequency, high frequency The electrode position dependence model and the detailed distribution measurement of the electrode position dependence model are possible. The electrode position is related to the voltage, radial electric field, radial electric field and electrode position. As a result of the above, miniaturization of the electrode, pressure matching, radial electric field, radial electric field formation position control, improvement of the physical mechanism of the solution of the problem, the use of the word In low magnetic field, the magnetic field coordination dependence is verified, the standard coordination is successfully generated, the magnetic field coordination and the magnetic field mounds coordination are successfully generated. In addition, the three-dimensional equilibrium calculation of VMEC is carried out in the middle of the coordination, and the results of the MHD equilibrium calculation are consistent. LHD(Institute of Nuclear Fusion Science), Heliotron-J(Kyoto University), Power Control in High Magnetic Fields, Preparation, LHD, Heat Load Resistance, New Materials, Application, Potential, etc. Heliotron-J electrode power supply for high voltage and long time, the electrode is lost, the migration is possible, the future of the electrode is lost, the device is constructed and the electrode is lost, the physical relationship is important, the knowledge is obtained.

项目成果

東北大学ヘリアック装置における粒子注入型電極を用いたバイアス実験

东北大学 Heliac 装置中使用粒子注入型电极的偏压实验

• 发表时间: 2009
• 作者: 小坂井千夏;根本唯;小池伸介;山崎晃司;梶光一;小池伸介;小池伸介;小池 伸介;小池 伸介;Koji Yamazaki;Chinatsu Kozakai;小池 伸介;小池 伸介;安東知洋;Tomohiro Ando;安東知洋;Tomohiro Ando;Hiroyasu Utoh;Hiroyasu Utoh;宇藤裕康
• 通讯作者: 宇藤裕康

Development of Hydrogen Storage Electrode for Plasma Biasing in the Tohoku University Heliac

东北大学 Heliac 等离子体偏置用储氢电极的开发

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Physics Conference Series 123
• 作者: H Utoh;K Nishimura;H Takahashi;Y Tanaka;H Aoyama;K Iwazaki;H Umetsu;K Ishii;S Inagaki;M Yokoyama;Y Suzuki;A Okamoto;T Kobuchi;S Kitajima and M Sasao
• 通讯作者: S Kitajima and M Sasao

東北大学ヘリアックにおける粒子注入型電極による高密度プラズマ実験

东北大学 Heliac 使用粒子注入电极进行高密度等离子体实验

• 发表时间: 2008
• 作者: 宇藤裕康;西村清彦;田中豊;青山裕司;岩崎圭介;梅津創;石井啓一;稲垣滋;横山雅之;鈴木康浩;高橋裕己;岡本敦;小渕隆;北島純男;笹尾真実子
• 通讯作者: 笹尾真実子

東北大学ヘリアック装置における電極バイアスによる径電場プロファイル制御

东北大学 Heliac 装置中使用电极偏压的径向电场分布控制

• 发表时间: 2008
• 作者: H. Utoh;K. Nishimura;H. Umetsu;K. Ishii;S. Inagaki;M. Yokoyama;Y. Suzuki;H. Takahashi;Y. Tanaka;A. Okamoto;T. Kobuchi;S. Kitajima and M. Sasao;宇藤裕康
• 通讯作者: 宇藤裕康

High Beta Discharges with Hydrogen Storage Electrode Biasing in the Tohoku University Heliac

东北大学 Heliac 中储氢电极偏置的高 Beta 放电

• 发表时间: 2008
• 期刊: J. Plasma Fusion Res. SERIES (Accepted)
• 作者: H. Utoh;et.al.
• 通讯作者: et.al.