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三木 一弘; Diamond, P. H.*; Hahn, S.-H.*; Xiao, W. W.*; Grcan, . D.*; Tynan, G. R.*
Physics of Plasmas, 20(8), p.082304_1 - 082304_11, 2013/08
被引用回数:14 パーセンタイル:52.85(Physics, Fluids & Plasmas)LH遷移が刺激される場合のモデル研究を簡易化メゾスケールモデルを用いて行った。粒子入射を亜臨界加熱状態のプラズマに入射することでLH遷移が誘発された。粒子入射はプラズマ周辺領域の密度・温度勾配を変化させて、径電場を変える。この周辺領域の径電場変化が亜臨界状態でのLH遷移において重要である。弱い加熱状態で、強い粒子入射を行うと、過渡的な輸送障壁の形成が予測された。このとき、過渡的な輸送障壁の持続時間よりも短い周期で粒子入射を連続的に与えると、輸送障壁が維持された。ガスパフによってLH遷移を誘発させる場合と粒子入射の場合と比較すると、LH遷移を起こすのに必要な粒子数はガスパフの場合の方が非常に多い。これは、LH遷移を起こすために、短い時間で強い粒子入射を与えた方が良いことを示している。LH遷移が誘発される場合には、帯状流は遷移のトリガーとしての役割を果たさない。
三木 一弘; Diamond, P. H.*; Fedorczak, N.*; Grcan, . D.*; Malkov, M.*; Lee, C.*; 小菅 祐輔*; Tynan, G. R.*; Xu, G. S.*; Estrada, T.*; et al.
Nuclear Fusion, 53(7), p.073044_1 - 073044_10, 2013/07
被引用回数:24 パーセンタイル:72.36(Physics, Fluids & Plasmas)LH, HL遷移の理解はITER運用の成否に重要である。この論文で我々は新たな理論モデル研究を紹介して、遷移の時空間ダイナミクスを調べる。ここで帯状流の役割、そしてダイナミクスと輸送しきい値の間にあるマクロとミクロの接続について強調する。モデルは5場で、簡略化された座標系で、時間と1次元の空間発展を解く。この論文の内容は次の通りである。(a)モデルの基礎方程式とLIH遷移の時空間発展、(b)Bドリフトの非対称性で輸送しきい値が変化することの物理的な説明、(c)熱雪崩現象がLIH遷移のしきい値変位に与える影響、(d)HL逆遷移のダイナミクスとヒステリシスの物理。
三木 一弘; Diamond, P. H.*; Schmitz, L.*; McDonald, D. C.*; Estrada, T.*; Grcan, . D.*; Tynan, G. R.*
Physics of Plasmas, 20(6), p.062304_1 - 062304_9, 2013/06
被引用回数:19 パーセンタイル:64.31(Physics, Fluids & Plasmas)ITERでは、輸送閉じ込め状態が改善するLH遷移が発生する臨界近傍の加熱パラメータを選択する。装置サイズは巨大であるので、装置全体の制御は困難である。したがって、プラズマ閉じ込め状態の改善に関する研究では、HL逆遷移も考慮しなければならない。本研究では簡約化された1次元メゾスケールモデルを用いて、ELMの無い状態でのH L逆遷移のダイナミクスを調べた。モデル計算により、乱流の拡散現象がHL逆遷移を引き起こす重要なプロセスであることが分かった。逆遷移現象には乱流とプロファイルを結ぶフィードバック機構が存在する。加熱を緩やかに減少させた場合、Iフェイズと呼ばれるLH遷移前に見られる乱流揺動の振動現象が発生した。一方、急激な加熱減少の場合の挙動はよりバースト的である。IフェイズはHモードの乱流が残存するペデスタルの上部に現れる。ヌセルト数を用いて、プロファイル勾配に対するヒステリシスを特徴付けた。温度勾配に対する密度勾配の発展を追跡することで、相対ヒステリシスが記述できて、これがペデスタルのプラントル数に依存することがわかった。Hモードの密度勾配はHモードの温度勾配よりもより残存しやすいことが想定される。
三木 一弘; Diamond, P. H.*; Hahn, S.-H.*; Xiao, W. W.*; Grcan, . D.*; Tynan, G. R.*
no journal, ,
核融合プラズマの実現にはH-modeの物理解明が必要である。H-modeに関しては、理解をするだけではなく制御方法についても議論をしなければならない。L-H遷移の制御方法として考えられるのが、粒子入射をプラズマ端にパルスとして与える方法である。本発表では、LH遷移を再現する1次元のメゾスケールモデルを紹介し、その数値計算で粒子入射によってLH遷移が誘起されたことを報告する。従来の加熱による自発的なL-H遷移では、加熱によって乱流が励起し、帯状流が励起され、乱流が減少し、圧力勾配が上昇して径電場が上昇してH-modeが固定される。しかし、自発的な輸送遷移が起こらないような低い加熱状態でも、粒子入射をプラズマ端に与えると、プラズマ端の径電場が変化してH-modeが固定された。これを解析すると、帯状流は本質的には輸送遷移のトリガーとしての役割を果たさないことが分かった。