Investigation of turbulence driven transport using an advanced laser diagnostics in the reactor relevant plasma

在反应堆相关等离子体中使用先进的激光诊断技术研究湍流驱动的传输

• 批准号: 21H04458
• 负责人: 田中 謙治
• 金额: $ 26.62万
• 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 Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04458/
• 关键词: 磁場閉じ込めプラズマ; 乱流; レーザー; 位相コントラストイメージング; 原型炉; 核融合; プラズマ

本研究課題で乱流計測を予定しているJT-60SAではR3年に発生したコイルの絶縁破壊トラブルによりJT-60SAの運転スケジュールが大幅に遅れることとなったため、研究計画を立て直した。現在のところ、R7年度の後半に軽水素を用いた実験が行われる予定なので、R6年度までに計測システムの開発を完了し、当初R6年度に予定していた計測システムのJT-60SAへの設置をR7年度前半に行い、R7年度後半に実験データの取得を目指すことにした。Ｒ３年度の研究で、計測に用いるレーザーの光源を当初予定していた波長1.55micronのYAGレーザーから、波長10.6micronのCO2レーザーに変更したため、検出器を冷却する液体窒素製造装置が必要となった。また、検出器はプラズマ計測用に３台、レーザーの光軸のフィードバック調整用に１台用いることにした。その結果、４台の検出器に液体窒素を供給する必要がある。また、実験期間中は実験室に入室できないため、液体窒素の製造供給を遠隔で無人運転し、液体窒素の残量に応じて自動供給する必要がある。R4年度は自動供給用のバルブシステムを開発し、既存の検出器２台を用いて自動供給のテストを行った。検出器デュワー内に滞留した冷たい窒素ガスが、配管内に氷を形成し、液体窒素が充填できなくなることが判明した。よって、冷たい窒素ガスが外部に流れるような流路を形成して対応することにした。実験室内に検出器、および液体窒素製造装置を設置するため、これらの装置が重水素を用いた実験で発生する中性子、およびガンマ線により、破損、および誤動作を防ぐためのシールドを設置する必要がある。検出器、および液体窒素製造装置を設置する位置におけるJT-60SAが実験を終了するまでの、およそ１５年間の中性子、ガンマ線の積算照射量を算出し、シールドの検討を行った。

计划在该研究主题中测量湍流的JT-60SA由于R3中发生的线圈的绝缘分解问题而大大延迟了，因此重建了研究计划。当前，使用光氢的实验将在FY7的下半年进行，因此我们决定通过FY6完成测量系统的开发，并安装FY7上半年在JT-60SA上为FY6计划的测量系统，并旨在在FY7的下半年获得实验数据。在2013年的一项研究中，用于测量的激光从最初计划的YAG激光器（波长为1.55微米）变为二氧化碳激光器，其波长为10.6微米，该激光器需要液氮生产装置才能冷却检测器。此外，将三个探测器用于血浆测量值，另一种用于调整激光的光轴。结果，有必要向四个探测器提供液氮。此外，由于无法在实验期内输入实验室，因此有必要运行液氮的远程生产和供应，并根据其余的液氮量自动供应。在2014财年，我们开发了一个用于自动供应的阀系统，并使用两个现有检测器测试了自动供应。发现已经在探测器露水中储存的冷氮气在管道中形成冰，因此无法用液氮填充。因此，决定通过形成流动路径来做出响应，其中冷氮气流向外部。要在实验室内安装探测器和液氮生产设备，必须安装盾牌，以防止由于氘实验中的中子和伽玛射线而导致的损坏和故障。计算了大约15年的中子和伽马射线的累积辐射量，直到安装了探测器和液氮生产设备的位置，并检查了屏蔽剂。

项目成果

Isotope effects on particle transport in TCV ohmic discharge

同位素对 TCV 欧姆放电中粒子传输的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Hirata Akiko;Fukasawa Masanaga;Kugimiya Katsuhisa;Karahashi Kazuhiro;Hamaguchi Satoshi;Hagimoto Yoshiya;Iwamoto Hayato;Tanaka K.
• 通讯作者: Tanaka K.

Magnetic Configuration Effects on Turbulence Driven Transport from LHD and W7X Identical Experiments

LHD 和 W7X 相同实验中的磁配置对湍流驱动传输的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Tanaka K.

CCFE(英国)

CCFE（英国）

VTT(フィンランド)

VTT（芬兰）

マックスプランクプラズマ物理研究所(ドイツ)

马克斯·普朗克等离子体物理研究所（德国）