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竹治 智; 徳田 伸二; 栗田 源一; 鈴木 隆博; 諫山 明彦; 武智 学; 大山 直幸; 藤田 隆明; 井手 俊介; 石田 真一; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 78(5), p.447 - 454, 2002/05
JT-60Uにおいて、低トロイダルモード数nの電流駆動型(規格化ベータ
0.2)及び圧力駆動型(
2.4)理想MHDキンクモードの壁安定化にかかわる抵抗性壁モード(RWM)を同定し、そのMHD特性を明らかにした。まず、電流駆動型RWMの場合、導体壁の磁場染込み時間
の5-10倍の成長率をもち、圧力駆動型RWMの場合はの1-10倍の成長率をもつこと、また、圧力駆動型RWMはの数倍程度までの周期のモード周波数を伴うことがわかった。また、圧力駆動型RWMは、プラズマがアルフベン速度の1%程度のプラズマトロイダル回転をもつ状態で発生し、その発生時に顕著なトロイダル回転速度の低下を伴わないことがわかった。さらに、圧力駆動型RWMの発生後に起こるプラズマ崩壊(放電の終了)は、10程度で成長するRWMの成長率がその10倍以上に急速(0.1ms以内)に変化した直後に起こることを明らかにした。
松本 太郎; 徳田 伸二; 岸本 泰明; 内藤 裕志*
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.5, p.523 - 526, 2002/00
近年、トカマク装置の大型化及び加熱手法の進展によりプラズマが超高温になるため、MHDモードに対してプラズマ抵抗の効果に加えて、電子の慣性及び磁場方向の電子の密度摂動などの効果が重要になりつつある。このような背景から、本研究ではトカマクプラズマにおける速いディスラプション現象の解明を目的として、電子慣性を包含するジャイロ運動論的粒子モデルを用いて、m=1無衝突キンクモード及びm=2無衝突ダブルテアリングモードの非線形シミュレーションを行っている。イオンの有限ジャイロ半径効果(
s)と電子スキン長(
e)とが同程度であるs
eのパラメーター領域において、無衝突m=1モードのシミュレーションを行った結果、非線形的に成長率が増大する結果が得られた。これは、線形成長過程では電子の慣性が支配的であるが、磁場方向の電子の密度摂動の効果によりX型の電流シート構造を形成し、モードの成長を加速させることが原因と考えられる。この現象は、従来s
eの領域ににおいて議論されていたが、今回seの領域においても生じることが明らかとなった。
松本 太郎; 徳田 伸二; 岸本 泰明; 内藤 裕志*
Earth Planets and Space, 53(6), p.565 - 570, 2001/00
高温プラズマにおいてはプラズマの抵抗が小さいため、磁力線の再結合現象の要因として、電子慣性などのプラズマの粒子性に起因する運動論的な効果が重要な役割を演じ始めている。本研究では、プラズマ中の鋸歯状振動の内部崩壊現象の非線形的な振る舞いを解明するために、ジャイロ運動論的粒子モデルに密度勾配の効果を考慮し、運動論的m=1モードのシミュレーションを行った。その結果、密度勾配効果による径電場の成長が内部崩壊後の非線形的な振る舞いを大きく変えることが示されたが、これは磁力線方向の電子の速い運動を考慮することにより、理論的に説明される。本発表では、運動論的効果を考慮したこれら径電場の自己形成に関する理論とともに、数値トカマク(NEXT)研究における粒子シミュレーションの成果を報告する。
竹治 智; 徳田 伸二; 藤田 隆明; 諫山 明彦; 石井 康友; 鎌田 裕; 鈴木 隆博; 芳野 隆治; 井手 俊介; 小関 隆久; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 76(6), p.575 - 584, 2000/06
JT-60Uにおける負磁気シア放電の磁気流体力学(MHD)安定性について、総合的に解析を行った。その結果、(1)実験での安定性限界が、自由境界における理想MHD n=1キンクモードの安定性限界にほぼ一致すること、(2)q
(プラズマ表面の安全係数)~3, 4, 5等で発生する理想MHD外部キンクモードが、安定性を規定する重要なモードであること、(3)抵抗性MHD不安定性として、交換型モード及びテアリングモードが存在すること、(4)実験平衡を用いた抵抗性MHD安定性解析により、安全係数q=3面でテアリングモードが不安定になり得ることを明らかにした。また、導体壁に近接したプラズマ配位やプラズマ回転により、負磁気シアの安定性を改善できる可能性を実験的に示した。
