中性粒子ビーム加熱と磁気リコネクション加熱を駆使した超高ベータ配位の安定維持

利用中性粒子束加热和磁重联加热稳定维持超高β配位

• 批准号: 11J02462
• 负责人: 伊井 亨
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J02462/
• 关键词: 球状トカマク; 磁場反転配位; 磁気リコネクション; 中性粒子ビーム入射; プラズマ合体; バルーニングモード; 高ベータプラズマ; プラズマ; 核融合

昨年度までにTS-4装置において極限的ベータ値を持つ磁場反転配位(FRC)を、異極性合体の磁気リコネクションによるイオン加熱および中性粒子ビーム入射による電子加熱と安定化効果を利用して、生成することに成功した。今年度はその大型FRCに外部からトロイダル磁場を急速に印加することにより、FRCに比べて良好な閉じ込め性能を持つ球状トカマク(ST)の立ち上げを行った。その高い圧力勾配と低い磁気シアを持つSTはFRC由来の反磁性なトロイダル磁場分布を持ち、トロイダルベータ値が50%を超える超高ベータ状態が約50μsの間維持された。また反磁性なトロイダル磁場分布を持つ高ベータなSTが絶対極小磁場分布を有していることを見出した。外部トロイダル磁場の印加中において安全係数qが低いことがグローバルな不安定性に対して問題となるが、高速コンデンサバンクを使用することによって、不安定モードの成長時間よりも十分に短い立ち上げを実現し、低次トロイダルモードの成長が抑制されていることを実験的に確認した。圧力駆動型不安定性の解析によると、立ち上げ中の高ベータSTは磁気軸付近のqが1を下回る磁気面の領域で部分的に理想バルーニングモードに対して不安定であることを示した。さらにそれに起因すると考えられる空間的にコヒーレントな磁場揺動が観測された。またその強度は合体生成後から外部トロイダル磁場を立ち上げていくに連れて段々小さくなっていくことを観測した。一方、スフェロマックから形成した比較的低ベータなSTではそのような磁場揺動が観測されなかった。以上、高ベータなFRCからSTの立ち上げ過程において、全ての磁気面においてバルーニング安定となるような平衡状態へ緩和していると考えられる。

Last year, the TS-4 device was successfully stabilized by electron heating and neutral particle incident on the magnetic field of heteropolar complexes (FRC). This year, the large FRC has a rapid magnetic field, and the FRC has a good closed performance. High pressure matching and low magnetic field distribution are maintained for about 50μs in the diamagnetic field distribution of FRC origin. The diamagnetic field distribution is maintained at a high level, and the magnetic field distribution at a very low level is observed. External magnetic field in the middle of the safety factor q low, high speed, high stability, high speed, high stability, high speed, high speed, The analysis of the dynamic instability of the pressure field shows that the magnetic field axis is close to q and the magnetic field is close to q. The reason for this is that the magnetic field in the space is not stable. The intensity of the reaction is measured by the external magnetic field. A side, a side. The above, high temperature FRC, ST and vertical rise process, the whole magnetic surface, the stability of the equilibrium state, the relaxation of the temperature, the examination of the temperature.

项目成果

Spontaneous Three-Dimensional Magnetic Reconnection in TS-4 Merging Experiment

TS-4合并实验中的自发三维磁重联

• 发表时间: 2012
• 作者: 廿日出文洋;他;T. Ogawa and S. Adachi;Toru Ii
• 通讯作者: Toru Ii