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松本 太郎; 内藤 裕志*; 徳田 伸二; 岸本 泰明*
Nuclear Fusion, 45(11), p.1264 - 1270, 2005/11
被引用回数：15 パーセンタイル：44.64(Physics, Fluids & Plasmas)核融合プラズマの中心部のような高温になると電気抵抗が小さくなるとともに、電子慣性等の非衝突効果(運動論的効果)が磁気再結合過程に深くかかわる。本研究では、これらプラズマの粒子性を物理的に忠実に取り扱う観点から、ジャイロ運動論的粒子モデルを用いた3次元シミュレーションにより、反転磁気シア配位トカマクにおける磁気再結合を伴うMHD不安定性に対する運動論的効果の解明を目的とした。反転磁気シア配位において二つの共鳴面の距離が近いと、互いの共鳴面における摂動が結合し、ダブルテアリングモード(DTM)と呼ばれる内部モードが生じる。高温プラズマにおいて電子慣性により誘起される運動論的DTMは、抵抗性モデルにより予期されるものより、速い内部崩壊を引き起こし得ることが明らかとなった。さらに、内部崩壊により掃き出された電流は、DTMが作り出した静電ポテンシャルに導かれて凹型に再集中し得ることが明らかになった。本研究は、低ベータ負磁気シア実験におけるディスラプション機構の一端を示しており、またDTMを経た電流分布の再分配により負磁気シア配位を再構築し得ることを示唆している。
JT-60チーム
JAERI-Review 2003-029, 197 Pages, 2003/11
JAERI-Review-2003-029.pdf:13.06MB
本報告書は、2001年及び2002年にJT-60Uにおいて行った実験の結果をまとめたものである。完全非誘導電流駆動状態での高核融合三重積(
)の達成,高規格化ベータ値(
)の長時間(7.4秒間)維持,高核融合エネルギー増倍率(
以上)の時間の伸長(0.55秒間),高密度(グリーンワルド密度の
)における閉じ込め改善(ITER98(y,2)スケーリングの0.9倍)の実現,電子サイクロトロン波電流駆動を用いた新古典テアリングモードの実時間制御,中心ソレノイドコイルを用いない革新的運転シナリオの開発等、炉心プラズマの高性能化,高性能炉心プラズマの定常化に対する進展について述べる。また、電流駆動,輸送障壁,MHD不安定性,高エネルギーイオン,ディスラプション,不純物,ダイバータプラズマ,プラズマ壁相互作用等に関する物理課題の研究,計測装置,加熱装置の開発についても報告する。
芳野 隆治; 鎌田 裕; 清水 勝宏; 小関 隆久; 平山 俊雄; 杉江 達夫; 西谷 健夫
核融合研究, 65(SPECIAL ISSUE), p.163 - 183, 1991/03
JT-60では、リミター配位の放電領域を拡大し(3.1MA、23MWの高パワー中性粒子入射加熱)、水素ペレット入射実験を実施した。ペレット入射条件を調整した結果粒子の強い掃き出しをともなう鋸歯状振動を長時間(最高1秒)の間抑制するとともに、密度分布がピークしたプラズマを実現した。この時、ガス注入プラズマに比べて、最大30%の閉じ込め改善を得た。シミュレーション解析の結果、閉じ込め改善は、鋸歯状振動抑制により、q=1面内の低い粒子拡散係数の効果が、顕在化した事による事が明らかになった。閉じ込め改善に寄与しているのは、主にq=1面内の蓄積エネルギーの増大である。しかし、加熱パワーがある程度高くなると、q=1面内の蓄積エネルギーが飽和する現象が見られた。そこで、ペレット入射プラズマの急峻化した圧力分布に対して、MHD解析を行なった。
田中 幸夫*; 安積 正史; 栗田 源一; 竹田 辰興
Plasma Physics and Controlled Fusion, 27(5), p.579 - 590, 1985/00
被引用回数：3 パーセンタイル：16.75(Physics, Fluids & Plasmas)円柱プラズマの近似でトカマク・プラズマのm=1抵抗性内部キンク不安定性の非線形発展を数値的に解析した、基礎方程式として減り刈る対称非圧縮抵抗性MHD方程式を使用した。縦方向の波数が小さいとき、磁気軸はここでのヘリカル磁束と同じ値のヘリカル磁束をもつ磁束面まで移動する。一方、縦方向の波数を増加させると磁気軸の移動はこの磁束面に接する前に飽和する。この結果は高パワー中性粒子入射実験において観測される内部破壊不安定性の抑制の説明を与えていると思われる。
田中 幸夫*
JAERI-M 84-225, 82 Pages, 1984/12
トカマク・プラズマの内部破壊不安定性と大破壊不安定性を解析するために抵抗性モード、抵抗性内部キンク・モード、ティアリング・モードの線形不安定性と非線形発展を数値計算した。線形不安定性を数値計算する手法として行列法による解法を開発した。内部破壊不安定性を説明する抵抗性モードの非線形発展は抵抗値が抵抗値が実際のトカマク・プラズマ程度に小さな値でも線形成長率を維持したまま、磁力線のつなぎ換えが完了するまで成長することを示した。また抵抗性内部キンク・モードは理想内部キンク・モードが十分不安定になると、磁力線のつなぎ換えを完全に終了する前に飽和することを示した。この計算は中性子を入射したトカマク実験の結果と一致する。また大破壊不安定性を説明するティアリング・モードの非線形相互作用はプラズマ形状のトロイダル及び楕円変形によって本質的に変化しないことを示した。
熊谷 道一; 常松 俊秀; 徳田 伸二; 竹田 辰興
JAERI-M 83-085, 26 Pages, 1983/06
線形理想MHD安定性解析コードERATO-Jを用いてトカマク・プラズマの位置不安定性(軸対称モード)の解析を行なった。プラズマの平衡として解析的で簡単なSolov'ev平衡を仮定し、プラズマ断面形状の楕円度、三角形度、アスペクト比、磁気軸の安全係数及びプラズマと導電性シェルの問の距離と不安定性成長率との関係を調べた。剛体モデルの妥当性の検討を行なった結果、剛体モデルにおいて平衡外部磁場の減衰指数(n-index)について与えられる安定条件は、三角形度の小さな形状に対してよい近似となることが示された。
栗田 源一
JAERI-M 82-093, 56 Pages, 1982/07
トカマク・プラズマのMHD的ふるまいが時間依存コードを使って数値的に調べられた。まず理想MHDモードに関して位置不安定性を含んだ外部不安定性の解析を行なった。そのために線形と非線形の理想MHDコードが開発された。線形コードによって外部キンク不安定性に対するトロイダル効果と導体壁の効果が詳しく調べられた。又新しいリゾーニングのアルゴリズムを考案しそれが円筒配位に於て軸対称なプラズマの摂動を数値的に充分良く表現することを示した。次に抵抗MHDモードに関して我々は簡約化された抵抗MHD方程式を使った非線形コードを開発した。そのコードを使って我々は大破壊型不安定性の過程と低n抵抗モードの性質を調べた。そしてトロイダル効果と有限ポロイダルベータの効果が重要であることを見出した。その結果から大破壊型不安定性の初期化に関して新しいシナリオを提案した。
伊藤 公孝; 伊藤 早苗*
Japanese Journal of Applied Physics, 21(4), p.L203 - L205, 1982/00
被引用回数：1 パーセンタイル：12.30(Physics, Applied)磁気流体的不安定性をラジオ波により安定化する方法について考察する。磁力線と垂直方向の電場を持つラジオ波をプラズマに伝播させ、ドリフト速度を増大させることによる安定化効果を調べた。動重力による安定化効果とあわせ、ラジオ波の周波数Wrfがイオンサイクロトロン周波数
より大きくとも小さくとも安定化効果があることがわかった。この効果は短波長の不安定性に対しより効果的である。
田中 幸夫*; 安積 正史; 常松 俊秀; 竹田 辰興
JAERI-M 8656, 45 Pages, 1980/02
非線形抵抗性MHDコード「AEOLUS-R1」を開発した。本コードはMHD方程式から導びかれる還元方程式を、ヘリカル対称性を仮定して解く。動径方向には差分法を、角変数についてはフーリエ展開を使用して数値計算した。時間積分についてはCrank-Nicolson陰解法と蛙飛び法を組み合せた方法を使用している。この数値計算法は単純陽解法と比較してCPU時間を1/10-1/15程度に減少させた。また、本コードを使用してm=1/n=1の鋸歯状振動、m=2/n=1の磁気島形成を調べた。
