トカマクプラズマにおける局所乱流と大域性の研究

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本研究では静電および磁気プローブと乱流トモグラフィを用いた多点同時計測によってトカマクプラズマにおける乱流輸送の長距離相関や非対称性の実態を明らかにするものである。本年度はトーラス装置PLATOにおいては、トカマク配位を形成するための立ち上げ実験を進めた。オーミック放電に加えてECHの補助や局所ヘリシティ入射によるトカマクプラズマの生成を試みている。これらの立ち上げ補助や壁コンディショニングのための機器の拡充が進められた。また、これらの実験と並行して直線装置PANTAのトモグラフィデータを利用し、トモグラフィ画像の時系列データから速度場を推定する手法の開発を行った。速度場推定による流れ場の可視化は乱流による構造形成や巨視的な流れ場との相互作用を理解する上で有効である。さらに、これらの手法はPLATOでのトモグラフィ計測に応用可能なものである。これまでにフーリエ・矩形関数展開を用いた1次元での周方向速度推定に成功し、2次元推定への拡張を行った。２次元推定では局所的な発光量の時間変化から推定する手法とフーリエ・ベッセル関数を用いたフィッティング法を提案し、比較を行っている。これらの手法を実際にPANTAの3次元トモグラフィシステムに適用し、揺動に起因する周方向速度の変調や軸方向位置による速度場構造の差異を観測した。これらの結果は日本物理学会やプラズマ・核融合学会で発表した。現在開発した手法と適用結果についての論文を執筆している。