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石井 康友; 安積 正史; 岸本 泰明; Leboeuf, J. N.*
Nuclear Fusion, 43(7), p.539 - 546, 2003/07
逆転(負)磁気シアプラズマで重要となるダブルティアリングモード(DTM)に新しい磁気再結合現象を伴う非線形不安定化過程が存在することを明らかにした。この非線形不安定化過程は、抵抗性時間スケールでの長時間成長における、磁気島の三角変形に伴った局所的な電流シート(電流点)形成に起因する。その結果引き起こされるDTMの急激な成長領域では、成長率の抵抗値依存性が非常に弱くなることがわかった。この過程は、JT-60Uの負磁気シアプラズマの低ベータディスラプションで観測されている時間遷移現象と対応する可能性がある。
石井 康友; 安積 正史; 岸本 泰明; Leboeuf, J. N.*
Nuclear Fusion, 43(7), p.539 - 546, 2003/07
被引用回数：27 パーセンタイル：61.29(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uの負磁気シアプラズマの低
ディスラプションで観測される時定数遷移現象が、ダブルティアリングモード(DTM)の非線形不安定化現象で説明できる可能性を示した。JT-60U実験データに基づく平衡配位に対して、トロイダル線形抵抗性MHD解析を行うことにより、抵抗性交換型モードが不安定なパラメータ領域においても、DTMが最大不安定モードとなりえることを明らかにした。さらに、円柱プラズマに対する非線形MHDシミュレーションを行うことにより、DTMの非線形不安定化とそれに伴う電流点形成に起因する時定数遷移現象の存在を明らかにした。また、トロイダルプラズマに対する非線形MHDシミュレーションを行うことにより、乱雑磁場中でも電流点が形成されることを示し、トカマクプラズマ中での電流点の実現可能性を示した。
石井 康友; 安積 正史; 岸本 泰明
Physical Review Letters, 89(20), p.205002_1 - 205002_4, 2002/11
被引用回数：105 パーセンタイル：92.66(Physics, Multidisciplinary)ヘリカル対称性を仮定した抵抗性簡約化電磁流体(MHD)モデルに基づき、ダブルティアリングモード(DTM)の非線形領域に新たな非線形不安定化過程が存在することを明らかにした。この現象は、弱結合DTMがRutherford型領域において抵抗性時間スケールで緩やかに成長し、内側磁気島が強く三角変形することにより起こる(構造駆動型非線形不安定性)。このとき、三角変形した磁気島の頂点近傍の磁気再結合領域では、狭い空間領域にプラズマ電流が集中し、電流点が形成される。これは、抵抗性MHDモデルの範囲内で電流点構造が形成される可能性を示したはじめての結果である。また、このような非線形不安定化領域では、モード成長率が加速し、かつ抵抗値依存性が非常に弱くなる。このような、抵抗性時間スケールで緩やかに長時間成長した後の急激なモード成長は、実験的に観測されている抵抗性モードに起因するプラズマディスラプションと定性的に一致する。
石井 康友; 安積 正史; 岸本 泰明
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.4, p.271 - 275, 2001/00
これまでの研究で、ダブル・ティアリングモードには非線形不安定化領域が存在することを示したが、その機構は明らかでない。既知のティアリングモードの非線形不安定化機構としては、磁力線の乱雑化による異常抵抗や、有限磁気島幅に対する準線形化効果が知られている。しかし、本研究で得られた非線形不安定化機構はこれらの既知モデルでは説明できない。本研究では非線形不安定化機構に対して、電流の高次モードの存在が重要であることを明らかにした。また高次モードの空間構造を調べ、高次モードがおもに非線形結合によって生じ、かつ高次モードの作る電流が外側共鳴面近傍に局在化しモードを不安定化していることを示した。また、不安定化が共鳴面間距離
rが大きい場合に生じること、及びrが増大するにつれて必要となるモード数が増大することから、この不安定性は磁気島の空間構造に依存すると考えられる。
