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白石 淳也; 宮戸 直亮; 松永 剛
no journal, ,
トカマクプラズマのMHD安定性に対するトロイダル回転シアの効果を解析するために、運動論的MHDモデルを拡張した。トロイダル回転シアの効果を含むよう一般化された案内中心ラグランジアンを用いることにより、MHDモード-粒子共鳴の二次形式(エネルギー変化)に新たな項が2つ付け加わることを明らかにした。これら2つの項は、従来のモデルでは見落とされていた。本研究で導出したモデルを、抵抗性壁モード(RWM: Resistive Wall Mode)の安定性解析へ応用した。大アスペクト比近似における分散関係の数値計算を行い、回転シアにより更にRWM成長率が減少することを明らかにした。これは、回転シアによりRWMが安定化されるという実験結果の傾向と矛盾していない。
栗田 源一; 諫山 明彦; 松永 剛; 武智 学; 井手 俊介
no journal, ,
トカマク型プラズマ閉込め装置においてプラズマ立上げ時または立下げ時にしばしば発生するロックトモードは放電を停止させてしまう危険があり、その原因と考えられているエラー磁場のロックトモードを引き起こす閾値をあらかじめ推量しておくこと、及びこのロックトモードを回避する手段を講じておくことは重要な問題である。ここでは、外部ヘリカル磁場の効果を含んだ非線形MHDコードを開発し、ロックトモードを引き起こす外部磁場の閾値を計算するとともに、外部ヘリカル磁場を回転させることによりロックトモードを回避する方法についても検討する。この外部回転ヘリカル磁場によってプラズマ中にトロイダル方向のプラズマ流が誘起されるがこのプラズマ流は、トカマク装置においてプラズマ電流によって発生する種々のMHD不安定性を安定化できる手段としても使用できることが期待される。
相羽 信行; 廣田 真*; 白石 淳也
no journal, ,
プラズマ回転の影響を考慮することで、負磁気シアプラズマにおいては回転の影響で一度安定化された抵抗性壁モード(RWM)が再不安定化されうることを数値的に明らかにした。この原因を調べるために、円柱プラズマにおける解析結果と比較し、トカマクプラズマにおいて再不安定化したRWMがドップラーシフトするという理想MHDモードと同様の振る舞いを示したことから、この再不安定化の原因が安定化されたRWMと安定な理想MHDモードの結合による可能性が高いことを示した。なお、このような再不安定化は正磁気シアプラズマでは見られなかった。
柴田 欣秀; 諫山 明彦; 松永 剛; 河野 康則; 宮本 斉児*; Lukash, V. E.*; Khayrutdinov, R.*
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JT-60Uのディスラプション実験において、プラズマ電流の減衰をディスラプションシミュレーションコード(DINA)と計測された電子温度分布を用いて計算した。本研究では電子温度が数百eVの分布を持つ電流クエンチ初期と、電子温度が急激に減少するミニコラプス発生後のプラズマ電流を解析した。電流クエンチ初期の解析では、電流減衰時間が違う放電で電子温度の振る舞いが異なっていた。電流減衰時間が短い放電では、熱クエンチ直後の電子温度分布は既にピークしており、電流クエンチ中にあまり変化しなかった。しかし、電子温度が非常にピークした分布であるため、プラズマへの急激な電流拡散が発生し、プラズマインダクタンスが大きく増加してプラズマ電流が早く減衰している。一方、電流減衰時間が長い放電では、熱クエンチ直後の電子温度分布は電流減衰時間が短い放電に比べて広がりを持っており、電流クエンチ中に電子温度分布の収縮が観測された。その電子温度の収縮によりプラズマ電流は内部へ拡散するが、最終的な電子温度分布は早い電流減衰に比べて幅広いため、プラズマインダクタンスの変化は小さく、電流減衰時間が長くなっていることがDINAの計算により分かった。電子温度が急激に減少するミニコラプス発生後については、そのように低い電子温度(100eV以下)ではプラズマ抵抗によりプラズマ電流が減衰することがわかった。
松山 顕之; 矢木 雅敏
no journal, ,
To extend the capability of RE mitigation is an urgent issue towards the safety operation of ITER. We investigate the RE losses induced by low-order MHD instabilities and clarify a dominant mechanism for determining the energy dependence of the onset of RE orbit stochasticity. This is due to that for highly relativistic REs, sideband resonance of the orbit shift with macroscopic modes is much stronger than what is expected for non-relativistic particles. We demonstrate that the sideband resonance can cause both the enhancement and the suppression of orbit stochasticity at high energy relevant to the Dreicer-generated REs, depending not only on perturbation amplitudes but also on phase differences between the modes. We also report the development of a new 3D guiding-centre code for simulating the RE generation during major disruptions.