トーラスプラズマにおける共鳴摂動磁場印加時の主プラズマ電子及び高速電子の輸送研究

在环面等离子体中施加共振扰动磁场时主等离子体电子和快电子的输运研究

• 批准号: 09J05858
• 负责人: 渡辺 文武
• 金额: $ 5.06万
• 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: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J05858/
• 关键词: 球状トカマク装置(LATE); 外部摂動磁場; 高速電子; 輸送特性; 電子サイクロトン共鳴加熱; 主プラズマ電子; 大型ヘリカル装置; 周辺プラズマ制御; 電子サイクロトロン共鳴加熱; 大型ヘリカル装置(LHD); 外部共鳴摂動磁場; AXUV検出器アレイ

本研究課題は、トーラスプラズマにおける共鳴摂動磁場印加時の主(バルク)プラズマ及び高速電子の輸送特性を明らかにすることを目的とする。そして、電子サイクロトロン共鳴加熱によって作りだされる高速電子を用いたプラズマ電流立ち上げ及び磁気面形成を実現する球状トカマク装置LATEの特徴を利用し、上記課題を推進している。前年度に見出された微弱な径方向摂動磁場の印加によるマイクロ波球状トカマクプラズマの性能改善の結果を受けて、水平ポートへ径方向摂動磁場コイルを4箇所から10箇所に増設し、コイル極性によるプラズマ特性への影響を調べた。同時に、AXUV検出器アレイを水平ポートへ2台新設すると共に、磁気プローブを2箇所(それぞれ径・垂直方向の測定可能)に新設することで計測面の増強も行った。その結果、径方向摂動磁場の印加位置によってプラズマ応答が異なることが分かり、LATE装置に本来不必要の不正磁場(0.5G程度)の存在が確認された。この結果を受けて、トロイダル磁場コイルの枠に沿って補正磁場コイルを6箇所に取り付け、その不正磁場の補正をしたところ径方向摂動磁場コイルと同様のプラズマ性能の改善が確認された。これらの結果は、トロイダル磁場強度のわずか0.1%程度の不正磁場を抑えることで、プラズマ電流を担う高エネルギー通過電子の減少と最外殻磁気面外側に軌道を持つ高エネルギー捕捉電子の増大が抑制されたことを示唆する。今後、最適な補正磁場に径方向摂動磁場を重畳し、その捕捉電子の制御法を模索することで、マイクロ波球状トカマクの更なる高性能化・高効率化への展開が期待される。

The purpose of this study is to clarify the transport characteristics of high-speed electrons in the presence of resonant dynamic magnetic fields. The characteristics of LATE, a spherical electron resonance heating device, are utilized to advance the development of high-speed electron resonance heating. In the past year, the performance improvement of the weak radial direction dynamic magnetic field was affected by the horizontal radial direction dynamic magnetic field. At the same time, AXUV detectors are equipped with two new measuring surfaces, one for horizontal measurement and one for magnetic measurement. As a result, the existence of an unnecessary abnormal magnetic field (about 0.5G) in the LATE device was confirmed. As a result, the improvement of the performance of the magnetic field in the radial direction was confirmed by correcting the magnetic field in the radial direction. As a result, the magnetic field strength of the shell decreases by 0.1% and the abnormal magnetic field decreases by 0.1% and the current decreases by 0.0% and the trapped electrons increase by 0.0% and the orbit decreases by 0.0% and the magnetic field decreases by 0.0% and the current decreases by 0.0% and the orbit decreases by 0.0% and the magnetic field decreases by 0% and the magnetic field decreases by 0.0% and the magnetic field decreases by 0.0% and the magnetic field decreases by 0. In the future, the optimal correction magnetic field radial direction, dynamic magnetic field, capture electron control method, high performance, high efficiency and development are expected.

项目成果

Generation of Initial Closed Flux Surface by ECH at Conventional Aspect Ratio of R/a ～3 ; Experiments on the LATE device and JT-60U Tokamak

在常规纵横比 R/a ~3 下通过 ECH 生成初始闭合通量表面；在 LATE 装置和 JT-60U 托卡马克上进行实验；

• 发表时间: 2010
• 期刊: Proc.23^<rd> IAEA Fusion Energy Conference
• 作者: M.Uchida;T.Maekawa;H.Tanaka;S.Ide;Y.Takase;F.Watanabe;S.Nishi
• 通讯作者: S.Nishi

Effects of Externally Applied Magnetic Perturbation in a Spherical Tokamak Plasma Produced by ECH on the LATE Device

外部磁扰动对 ECH 在 LATE 装置上产生的球形托卡马克等离子体的影响

• 发表时间: 2011
• 期刊: Proc.38th EPS conference on Plasma Physics
• 作者: F.Watanabe;M.Uchida;H.Tanaka;T.Maekawa
• 通讯作者: T.Maekawa

Soft X-ray Diagnostics on LHD

LHD 上的软 X 射线诊断

• 发表时间: 2010
• 期刊: Fusion Science and Technology
• 影响因子: 0.9
• 作者: S.Ohdachi;F.Watanabe;et al.
• 通讯作者: et al.

Improvement of EC-Driven Spherical Tokamak Discharge by a Radial Magnetic Perturbation on Energetic Trapped Electrons

通过对高能俘获电子进行径向磁扰改进电驱动球形托卡马克放电

• DOI: 10.1585/pfr.7.1202005
• 发表时间: 2012
• 期刊: Plasma and Fusion Research
• 影响因子: 0.8
• 作者: F.Watanabe;M.Uchida;H.Tanaka;T.Maekawa
• 通讯作者: T.Maekawa

Effect of magnetic perturbations on current start up on LATE

磁扰动对 LATE 电流启动的影响

• 发表时间: 2011
• 作者: F.Watanabe;M.Uchida;et al
• 通讯作者: et al