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大宅 薫*; 井内 健介*; 菊原 康之*; 仲野 友英; 河田 純*; 川染 勇人*; 上田 良夫*; 田辺 哲朗*
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.8, p.419 - 424, 2009/09
CH
, C
H及びCH
のプラズマ対抗壁近傍での輸送と再たい積をEDDYコードを用いて調べた。計算結果では、CH及びCHはCHと比較して発生場所の近傍に再たい積することが示された。これはJT-60Uでの分光測定結果と定性的に一致する。また、EDDYコードで計算されたCの発光に対するCHの電離事象数及びCHの発光に対するCHの電離事象数は電子温度が10eV以上の範囲ではJT-60Uでの分光測定結果と定量的に一致した。
徳田 伸二
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.8, p.1176 - 1178, 2009/09
プラズマ物理に現れる常微分方程式に対して共役変数を用いてハミルトン・リー摂動理論を適用可能とすることを論じる。例として、磁場中の荷電粒子運動の解析を取り上げるとともに、簡約磁気流体力学(MHD)方程式に適用して正準な1-形式を導く。これはハミルトン・リー摂動理論を適用するうえでの出発点となる。
岡本 宏巳*; 杉本 寛*; 百合 庸介
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.8, p.950 - 954, 2009/09
We study the heating of space-charge-dominated coasting beams circulating in a storage ring. A number of molecular dynamics simulations are performed systematically to figure out the parameter-dependence of the heating rate due to interparticle Coulomb collisions. We introduce a new definition of the Coulomb coupling constant 
that characterizes the phase of one-component plasmas. The new is based on observable quantities and can be applied to dispersive situations. It is confirmed that the heating rate comes to a peak when the beam is in a liquid phase; the peak is always located at 
regardless of particle species, beam energy, the strength of external confinement forces, and line density.
石川 正男; 近藤 貴; 西谷 健夫; 草間 義紀
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.8, p.334 - 337, 2009/09
マイクロフィッションチェンバー(MFC)内に充填するアルゴンガスが真空容器内へリークするのを防ぐための設計を行った。それは、MFCをステンレスのケースで覆い、そのケースにリークガスの検出が可能な配管を付けた構造となっている。また、これまでの研究では、MFCの設置位置をプラズマ位置の変化の影響を避けるために外側上部及び下部のブランケットモジュール(BM)背面とすることまでは決まっていたが、本研究ではそれぞれのBM背面における具体的な設置位置を他の機器との干渉を考慮に入れながら決定した。下部MFCはBM背面のほぼ中央に設置可能だが、上部MFCは真空容器との干渉から隣のBMとのギャップに近い設置位置となった。そのため、各々の設置位置において、ストリーミング中性子がMFCの計測に与える影響を中性子輸送解析コードを用いて評価した。その結果、MFCの応答に対するストリーミング中性子の割合は、上部MFCで69%,下部MFCで17%と評価されたが、全体として60%増大して測定される見込みである。ただし、応答の平均値はプラズマ位置の変化に不感で、正確な中性子発生量の計測ができる見通しとなった。
匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; Ma, J.-L.; 森 道昭; 余語 覚文; 小倉 浩一; 織茂 聡; 西内 満美子; 桐山 博光; 金沢 修平; et al.
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.8, p.464 - 467, 2009/09
高エネルギー陽子発生における薄膜ターゲットからの紫外高調波を、レーザーのパルス幅を変えて計測した。陽子の最大エネルギーは、およそ1MeVであった。パルス幅
500fsのとき、4次までの紫外高調波が測定された。パルス幅を100fsや30fsに変えた場合、紫外高調波においてスペクトルの広がりやシフトが測定された。
波多江 仰紀; Howard, J.*; 海老塚 昇*; 平野 洋一*; 小口 治久*; 北村 繁; 佐久間 猛; 濱野 隆
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.8, p.680 - 684, 2009/09
フーリエ変換分光の手法をトムソン散乱計測に初めて導入し、電子温度・密度測定の測定性能を向上させる手法を確立することを目指して、トムソン散乱のための偏光干渉計を開発中である。逆磁場ピンチ装置TPE-RXにおいて、既存のYAGレーザートムソン散乱システムを利用し、本計測手法の原理実証試験を行った。既存の干渉フィルターポリクロメーターと偏光干渉計を交互に用い、空間1点(プラズマ中心近傍)の電子温度の測定を行った結果、双方でほぼ同様の電子温度を得て、本方式による有効性を実証した。次のステップとして、本方式の実用性を実証するために、JT-60Uのための多チャンネル偏光干渉計を開発中である。ルビーレーザーによるトムソン散乱光をウォラストンプリズムへ入射し、結晶内の光路長を空間的に変化させることにより、インターフェログラムをICCD検出器で測定する。各種光源を用いた較正試験では、光源の波長に応じたインターフェログラムが取得でき、FFT処理を行うことによりスペクトルの再構成を行うことができた。
Faenov, A. Ya.; Pikuz, T. A.*; Skobelev, I. Yu.*; 福田 祐仁; Colgan, J.*; Abdallah, J. Jr.*
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.8, p.1210 - 1213, 2009/09
The role of the highly charged hollow ions in the X-ray emission plasma spectra is investigated for 2 cases: (1) plasma obtained under irradiation of Ar clusters by ultrashort laser pulses and (2) Mg-plasma heated by a short-wavelength long (nanosecond) laser pulse. Experimental measurements are presented. Calculations in support of these measurements have been performed using a detailed atomic kinetics model with the ion distributions found from solution of the time-dependent rate equations. The calculations are in good agreement with the measurements and the role of hollow atoms in the resulting complicated spectra is analyzed.
濱松 清隆
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.8, p.1134 - 1137, 2009/09
核融合炉でのプラズマ制御の数値シミュレションを行うためにTOPIC-IBコードの開発が進められている。このコードでは、コア・プラズマの径方向輸送,MHD平衡と不安定性,加熱電流駆動,SOL領域でのプラズマ流等々のさまざまな物理現象を統合的に解析する。しかし、核反応アルファ粒子等の高速イオンに関しては減速過程だけを解析しており、TAEモード等のMHD不安定性に起因する径方向への大きな輸送を解析することがでない。本研究では、高速イオンの径方向輸送を解析するために、フォッカー・プランク方程式に半径方向への異常輸送項を加え、この方程式を粒子軌道にそって平均化した軌道平均フォッカー・プランク方程式の定式化を行った。この方程式は速度方向2次元と半径方向の3次元空間での速度分布関数の時間発展であり、その数値解析例も示す。
岡田 耕一*; 近藤 恵太郎; 落合 謙太郎; 佐藤 聡; 今野 力; 岡本 敦*; 小渕 隆*; 北島 純男*; 笹尾 真実子*
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.8, p.666 - 669, 2009/09
ITERにおける燃焼制御のために燃料イオン密度比測定が求められている。この燃料イオン比はリアルタイムでフィードバックされなければならないので、燃料イオン比測定のための中性子計測システムには高い計数率が求められる。ITERの通常運転時では、DT中性子はDD中性子の200倍発生すると見積もられている。われわれはTOFスペクトロメータを用いた中性子計測システムを開発し、原子力機構FNSのDD中性子をわずかに含むDT中性子ビームに適用した。燃料イオン比を測定するために、それぞれの中性子からの信号を弁別するウィンドウを用いたシステムを構築し、DT中性子とDD中性子の分離計測に成功した。
田中 豊; 花田 磨砂也; 小林 薫; 鎌田 正輝; 木崎 雅志
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.8, p.1547 - 1550, 2009/09
JT-60SAでは、10MWの中性粒子ビームを100秒入射する負イオンNBI(N-NBI)が求められており、N-NBIにおける最近のR&D結果について報告する。高パワー・長パルス入射には、3段加速の負イオン源における耐電圧性能の改善と電極熱負荷の低減が課題である。耐電圧性能の改善には、放電破壊位置の特定が必要である。そのため、負イオン源大気側に取り付けている外部球ギャップの発光を利用し、絶縁破壊位置を特定するシステムを開発した。電極熱負荷は、内側ビームレットの空間電化によって、外側ビームレットが外向きに偏向し、電極に衝突することが原因である。電界補正板を引き出し電極に取り付け、加速電界を補正することにより、電極熱負荷を許容値の5%まで抑制することに成功した。
小関 隆久; 林 伸彦; 本多 充; 相羽 信行; 濱松 清隆; 清水 勝宏; 川島 寿人; 星野 一生; 滝塚 知典; 徳田 伸二
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.8, p.1138 - 1142, 2009/09
Integrated modeling on areas of plasma core, edge-pedestal and scrape-off-layer (SOL)-divertor progressed based on the researches in JT-60U experiments. In the core plasma, an anomalous transport model of fast particles due to the Alfv
n eigenmode is proposed, and a new one-dimensional core transport code, which can describe the radial electric field and plasma rotations, self-consistently, is developed. The integrated code TOPICS-IB is improved in the edge pedestal region, and effects of the pressure profile inside the pedestal and the collisionality dependence on the ELM energy loss are clarified. The impurity Monte Carlo code is incorporated to the integrated divertor code SONIC. Simulation of impurity behavior at X-point MARFE successfully produced the complete detached plasma, where a part of sputtered carbon penetrates into the main plasma and contributes to the enhanced radiation near the X-point.
戸張 博之; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 谷口 正樹; 柏木 美恵子; 渡邊 和弘; 梅田 尚孝; 坂本 慶司
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.8, p.1530 - 1533, 2009/09
セシウム添加型負イオン源にテント型磁気フィルタを適用した。その結果、水素プラズマが局在化することなく一様に生成され、34cm
17cmに渡る領域から引き出された負イオンビームの空間偏差は7.9%に抑えることができた。テント型磁気フィルタ中で、負イオンともに引き出される電子を抑制しつつ、プラズマ電極に向かう一様な水素原子/正イオン束が生成された結果、一様な表面生成負イオンが得られるプロセスが示唆された。
本多 充; 滝塚 知典; 福山 淳*; 吉田 麻衣子; 小関 隆久
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.8, p.316 - 320, 2009/09
1次元多流体輸送コードTASK/TXを用いて、リップルによる高速イオン損失の影響下におけるトロイダル回転分布の性質について調べた。中性粒子ビーム(NB)が入射されたとき、高速イオンの一部はリップルの影響で損失を起こす。準中性を保つためにバルクプラズマに内向きの径電流が流れ、それがプラズマ電流と逆向きのトルクをプラズマ中に生じさせる。プラズマ外部から操作可能な手法に対するトロイダル回転の感受性を調べるために、このトルクによって駆動されるプラズマ回転のパラメータサーベイを行った。大きめのリップル強度の場合、順方向NBパワーを増すにつれて周辺領域で逆向きのトロイダル回転が形成され、あるパワーで磁気軸における順方向トロイダル回転が最大値に達することがわかった。逆向きの回転を起こすリップルによって生じるトルクは、壁からのガスパフを調整することで緩和できる。また、プラズマ電流の増加によってもリップルが駆動する逆回転を緩和できることがわかった。
朝倉 伸幸
Plasma and Fusion Research (Internet), 4, p.021_1 - 021_8, 2009/05
トカマクのLモードプラズマにおいて境界層を流れるプラズマ流の発生機構、及び高閉じ込めプラズマ(Hモード)におけるELMにより発生する過渡的なプラズマ流の変化について、JT-60Uの実験結果を中心に発表する。LモードとHモード共通に低磁場側赤道面から高磁場側ダイバータへ向かうプラズマ流が発生するが、その複雑な分布は複数の発生機構(1)低磁場側における非拡散的輸送の増加,(2)トロイダル形状におけるドリフトの効果,(3)ダイバータにおける非接触プラズマの発生、によるものと考えられる。HモードでELMにより発生する過渡的なプラズマ流は、低磁場側及び高磁場側境界層で異なるが、特に高磁場側では過渡的なプラズマ流がセパラトリクスのすぐ外側(赤道面1cm程度)のみを流れ、その後ダイバータからの主プラズマ側へ逆流が観測される。この逆流は不純物の輸送に大きな影響を与える可能性がある。
西尾 敏; 林 孝夫; 松中 允亨*; 村田 勲*
no journal, ,
炉心プラズマの観点に立てば将来的にはほかのエネルギー源と充分競合し得るトカマク炉概念を提示できるようになってきた。ただし大きな設計課題が2点残されている。一つはダイバータでの徐熱の問題、ほかの一つはTBR(トリチウム増殖率)の確保の問題である。核分裂系の燃料を導入することで、ブランケット内の発熱量を飛躍的に増加しうる。これは、核融合出力を相当程度の小規模化してダイバータへの入熱を減少させた発電炉が構想可能であることを意味する。一方、核分裂系燃料の燃焼(当然未臨界であり、K1.75)はブランケット内を中性子の豊富な環境にしうるので、このような核融合-核分裂混成炉では必要なTBRの確保が容易になる。
上原 和也; 定本 嘉郎*; 雨宮 宏*; 小山 孝一郎*; 永島 芳彦*
no journal, ,
静電プローブや磁気プローブは高度の空間的時間的分解能を有しているにもかかわらず、高温高密度プラズマでは、熱やデスラプション時の電磁力で破壊されてしまうので、スクレープオフ層等の局所的な領域しか使われていない。ここでは、プローブ回路やメモリを内蔵したカプセル型のプローブをポートから炉心プラズマへ高速で打ち出す飛翔体プローブ(flight-type-probe, FTP)を提案する。FTPは飛行中にコアプラズマを飛行して磁場分布,プラズマ温度,プラズマ密度、及びポテンシアル揺動の空間分布に関するシグナルを測定する。取得データはrfアンテナを通して観測者に送られるか、もしくはCPUメモリーをFTP内に貯蔵して回収後解析する。大きさはできるだけ小さく設計して、射出メカニズムはペレット入射型もしくはレイルガン型を用いる。FTPの初期的設計が示される。
中村 一男*; 松藤 伸治*; 友田 誠志*; Wang, F.*; 御手洗 修*; 栗原 研一; 川俣 陽一; 末岡 通治; 長谷川 真*; 徳永 和俊*; et al.
no journal, ,
JT-60で開発したプラズマ最外殻磁気面の同定法であるコーシー条件面(CCS)法は、穴の開いた特異性のある境界付き真空場の厳密解を基本とし、電磁気センサー信号を用いて精度よくプラズマの断面形状を同定できる。このCCS法を九州大学で計画されている球状トカマク装置(ST)のプラズマ平衡制御へ適用し高精度に再構築できることを確認した。これまではCCS法における観測方程式を最小二乗法により求解してきたが、ここでは、係数マトリクスを特異値分解し特異値の大きな成分から順に一般逆行列を求めた。また、プラズマ電流立上げや立下げ時における真空容器の渦電流の寄与がある場合の最小二乗法,特異値分解法を含む一般逆行列の特徴も比較した。本発表は、これら一連の検討結果報告である。
杉江 達夫; 小川 宏明; 岩前 敦; 河野 康則; 波多江 仰紀; 梶田 信*; 草間 義紀
no journal, ,
ITERにおいて、プラズマに近接して設置されるプラズマ対向第一ミラーは、現在の装置に比べてより高いレベルの中性子及び
線にさらされる。さらに、スパッタリングやエロージョンにより、第一壁及びダイバータ板の材料であるベリリウム,タングステン,炭素などがミラー表面に付着する。ここでは、プラズマ対向第一ミラーの課題をまとめるとともに、ITERの各第一ミラー表面での重水素,ヘリウム,炭素及び重水素分子の粒子束とエネルギー分布を評価した。第一ミラーの反射率の低下を最小限に抑えるための対策が、計測装置の設計に加えられているが、完全には反射率の低下を防ぐことはできない。ITERの過酷な放射線環境下で使用可能な感度較正システムを開発している。ワークショップでは今後の課題についても議論する。
松本 太郎; 徳田 伸二
no journal, ,
トカマクプラズマにおける電磁流体力学的(MHD)ダイナミクスを明らかにするために、円柱トカマク配位における簡約化MHD方程式の固有値問題を解くことにより、抵抗性スペクトルの詳細な解析を行った。数値計算手法としては、今回、数値トカマク(NEXT)研究の一環として、簡約化MHDモデルを用いた円柱プラズマの初期値問題コード及び固有値問題コードを新たに開発し、相互にチェックを行うことにより信頼性を高め、当該目的を達成するためのツールを確保した。抵抗がない理想MHDモードと異なり、有限の抵抗性に起因する抵抗性MHDモードの安定固有値は虚数成分を持つため、その固有値の分布は複素平面において二次元的に広がる。従来の研究では、これらの分布構造は抵抗の大きさに依存しないと考えられていた。しかし、今回開発したコードを用いて精度よく解析を行うことにより、固有値の分布が大きく変化することが明らかとなるとともに、すべての固有値に対応する固有関数の振る舞いを明らかにした。また、さらに低い抵抗値を持つプラズマの解析を目指し、コードの高並列化に成功した。本発表では、これらNEXT研究の最新の成果を報告する。
近藤 公伯
no journal, ,
本研究では超高速で変化するレーザー航跡場プラズマの時間分解2次元イメージングについて議論する。ヘリウムのトンネル電離の様子を通常の周波数領域干渉計測法を狭帯域フィルターを利用して2次元計測に拡張した。時間分解能は14fsであった。
