Research for new paradigm of transport due to phase space fluctuations in fusion plasma

聚变等离子体相空间涨落引起的新输运范式的研究

基本信息

批准号：
21H04973
负责人：
居田克巳
金额：
$ 399.78万
依托单位：
National Institute for Fusion Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-05-18 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の具体的内容はイオンと電子の位相空間の歪みを研究することで、以下の方法に沿って研究を行う。１）イオンと電子の速度空間歪みの揺らぎを検出する計測システムを開発する。２）低衝突周波数の高温プラズマを生成できる装置で実験・観測を行う。３）理論・シミュレーションからのアプローチをこれらの実験と相補させる。１-A) 高速荷電交換分光システムによる速度空間のマクスウェル分布からの歪みの計測には、イオン衝突時間周波数を十分超えた高速計測が必須である。分光器のF値、口径、検出器の高速化の改良を行い、時間分解を従来の数百Hzから数十kHz（20 kHzから64kHz）に向上させる。１-B) 広周波数バンド電子サイクロトロン放射強度測定システムを使って電子の速度分布関数を計測するには、磁場強度の変化が小さい視線を選んで、磁場強度変化による放射の周波数の広がりを最小にし、非マクスウェル成分による周波数の広がりを広周波数バンドの電子サイクロトロン放射強度測定システムで計測する。本年度は、イオンの速度分関数計測用の荷電交換分光の本体室とポートとの間の光の伝送に関しては、JT-60SAにすでに設置されているポートプラグと光学系を利用して、新たに製作する800本x2のバンドルファイバーを設置することで合意を得た。一方、本体室と計測室を結ぶための光ファイバーバンドルに関しては、100本x16を設計・製作、核融合科学研究所に納入された。電子の速度分布関数計測用の電子サイクロトロン放射測定のためのアルミニウム製コルゲート導波管とラジオメータの一部を購入し、核融合科学研究所に納品された。アルミニウム製コルゲート導波管の納入が遅れたため、繰越を行った。

本研究的具体内容是研究离子和电子相空间的扭曲，并且将按照以下方法进行研究。 1）开发一种测量系统，检测离子和电子的速度空间畸变的波动。 2）使用能够产生低碰撞频率的高温等离子体的设备进行实验和观察。 3）用理论和模拟方法补充这些实验。 1-A) 为了使用快速电荷交换光谱系统测量速度空间中麦克斯韦分布的畸变，充分超过离子碰撞时间频率的高速测量至关重要。光谱仪的 F 值、孔径和探测器速度均得到改进，时间分辨率从几百 Hz 提高到几十 kHz（20 kHz 到 64 kHz）。 1-B) 为了使用宽频带电子回旋辐射强度测量系统测量电子速度分布函数，选择磁场强度变化较小的视线，以尽量减少由于磁场变化而导致的辐射频率的扩展强度，由非麦克斯韦分量引起的频率扩展是使用宽频带电子回旋辐射强度测量系统来测量的。今年，我们将使用 JT-60SA 上已安装的端口插头和光学系统在主体室和端口之间传输光，用于电荷交换光谱，以测量离子速度分数，并已达成协议安装 800 个光纤束。被制造。同时，设计并制造了连接主室和测量室的100×16光纤束，并交付给融合科学研究所。我们购买了一些用于电子回旋辐射测量的铝波纹波导和辐射计，以测量电子速度分布函数，并将其交付给国立核聚变科学研究所。由于铝波纹波导的交付延迟，该交付被延期。