磁場閉じ込めプラズマにおける自発的閉じ込め改善現象に与える磁場の三次元効果の解明

磁场对磁约束等离子体自发约束改善现象的三维效应的阐明

• 批准号: 15J09177
• 负责人: 釼持 尚輝
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J09177/
• 关键词: プラズマ; ヘリオトロンJ; 電子内部輸送障壁; 熱輸送; 核融合

【研究の背景・目的】高い温度とエネルギー閉じ込めの改善を伴う高性能プラズマの実現に輸送障壁の形成は必須となっている。近年、トーラス磁場閉じ込めプラズマにおいて三次元磁場構造形成の重要性が認知されており、今後この三次元構造が閉じ込め改善度やその遷移機構へ如何に影響を与えるか理解していくことは、将来の先進的核融合炉開発に不可欠である。本研究では、ヘリオトロンJプラズマの電子温度・密度分布計測を基に電子内部輸送障壁の形成機構に与える磁場構造の影響を実験的に明らかにすることを目的として研究を進めた。【研究内容】ヘリオトロンJにおけるプラズマの分布計測を基に、電子内部輸送障壁（eITB）の形成機構に与える磁場構造の影響を実験的に調査した。本研究により以下の５点が明らかになった。(1)ヘリオトロンJにおいてeITBの形成を初めて観測した。(2)熱輸送解析からeITB内部で輸送が改善されていることを明らかにした。(3)磁場の非軸対称成分（バンピネス成分）の違いによりeITBの幅・電子温度が変化する。(4)有理面の存在がeITBフットの位置決定に寄与している可能性がある。(5)有理面が存在することでeITBが形成されやすくなっている可能性がある。【本研究の意義・重要性】本研究の結果は、磁場配位制御によりeITB形状を変えることで、中心領域のプラズマ性能向上の可能性を示唆しており、高性能プラズマの生成手法に新たな知見を与えるものである。

[Background and Objective] High temperature and high performance transport barrier formation is necessary to improve the transport barrier. In recent years, the importance of the formation of three-dimensional magnetic field structure has been recognized, and in the future, the three-dimensional structure has been improved, and the migration mechanism has been improved. How to influence and understand the development of advanced nuclear fusion furnace in the future is indispensable. This study aims to further investigate the mechanism of electron internal transport barrier formation and the influence of magnetic field structure on electron temperature and density distribution measurement. [Contents] Investigation on the effect of electron internal transport barrier (eITB) formation mechanism and magnetic field structure This study focuses on the following five points: (1)The first step in the development of ITB (2)Heat transfer analysis eITB internal transport improvement (3)The non-symmetric component of the magnetic field changes in the amplitude and electron temperature of the eITB. (4)The existence of a rational surface determines the probability of its location. (5)There is a possibility of rational surface formation. [Significance and Importance of this Study] The results of this study are: magnetic field coordination control, eITB shape change, possibility of upward performance in the central field, new knowledge of generation methods for high performance.

项目成果

ヘリオトロン J における電子内部輸送障壁形成時の熱輸送特性

Heliotron J 中电子内部传输势垒形成期间的热传输特性

• 发表时间: 2015
• 作者: 釼持尚輝;南貴司;高橋千尋;小林進二;長崎百伸;中村祐司;岡田浩之;門 信一郎;山本聡;大島慎介;木島滋;G. M. Weir;西岡賢二;大谷芳明;X. Lu;水内亨
• 通讯作者: 水内亨

ヘリオトロンJにおける電子内部輸送障壁の形成機構に与える磁場配位の影響

磁场配置对日射管J中电子内传输势垒形成机制的影响

• 发表时间: 2016
• 作者: 釼持尚輝, 南 貴司, 高橋千尋, 望月聡一郎; 小林進二, 長崎百伸, 中村祐司;岡田浩之, 門 信一郎, 山本 聡, 大島慎介, 木島滋, G. M. Weir;西岡賢二, 大谷芳明, X. Lu, 水内 亨
• 通讯作者: 西岡賢二, 大谷芳明, X. Lu, 水内 亨

3D magnetic field effect on electron internal transport barrier in Heliotron J

Heliotron J 中电子内部传输势垒的 3D 磁场效应

• 发表时间: 2015
• 作者: T.Minami;N.Kenmochi;C.Takahashi;S.Kobayashi;Y.Nakamura;H.Okada;S.Kado;S.Yamamoto;S.Ohshima; S.Konoshima;G.Weir;Y.Otani;T.Mizuuchi;K.Nagasaki;F.Sano
• 通讯作者: F.Sano

First observation of an electron internal transport barrier in Heliotron J

首次观察到 Heliotron J 中的电子内部传输势垒

• 发表时间: 2015
• 期刊: proceedings of 42nd EPS Conference on Plasma Physics
• 作者: N.Kenmochi;T. Minami;C. Takahashi;S. Tei;K. Nishioka;T. Mizuuchi;S. Kobayashi;K. Nagasaki;Y. Nakamura;H. Okada;S. Kado;S. Yamamoto;S. Ohshima;S. Konoshima;G. M. Weir;Y. Otani;F. Sano
• 通讯作者: F. Sano

ヘリオトロン J における電子内部輸送障壁の特性

日光管 J 中电子内部传输势垒的特性

• 发表时间: 2015
• 作者: 釼持尚輝;南貴司;高橋千尋;小林進二;長崎百伸;中村祐司;岡田浩之;門 信一郎;山本聡;大島慎介;木島滋;G. M. Weir;西岡賢二;大谷芳明;X. Lu;水内亨
• 通讯作者: 水内亨