半径方向大域光学計測を用いた、乱流フロント伝播現象の実験研究

使用径向全局光学测量的湍流前沿传播现象的实验研究

基本信息

批准号：
21K13902
负责人：
小林達哉
金额：
$ 2.91万
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 Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の目的は、トーラスプラズマにおいて乱流伝播機構を実験的に明らかにすることである。このために、九州大学のPLATOトカマク装置に新規計測器を導入し、乱流の半径方向相関を計測することを目的としている。2年目となる令和4年度は、計測器の要となるガス入射装置の詳細設計並びに、電磁弁及びドライバの導入をおこなった。ガス入射装置は、トーラス装置のコイルとの干渉がないこと、磁力線とタンジェンシャルな視線を設置する上で視線積分効果をなるべく小さくなることなどの特性が求められる。要求を満たすため、CADを用いた詳細設計を行った。今後は、PLATOトカマク装置の実験進展に合わせて、計測器の導入を進める。また、PLATO実験以外でも、LHDやJFT-2M装置で得られたデータの解析でも成果をあげた。以下に列挙する。(1) LHD装置で見られる、非接触ダイバータプラズマの自励振動現象をプレデタ・プレイモデルを用いて解析し、磁気島ダイナミクスの需要性を指摘した[T. Kobayashi et al., Phys. Rev. Lett. 128, 085001 (2022)]。(2) LHD装置の電子内部輸送障壁(ITB)の同位体効果を明らかにするため、重水素と軽水素でそれぞれ生成したプラズマの比較実験をおこなった。重水素プラズマでは電場構造が形成されやすく、(ITB)遷移が起こりやすいことを示した[T. Kobayashi et al., Sci. Rep. 12, 55o7 (2022)]。(3) JFT-2M装置において、電場構造とGAMの相互作用を解析した。LH遷移前の周辺電場揺動が、乱流伝播を介して非局所的にGAMの励起に影響を与える可能性を議論した[T. Kobayashi et al., Plasma Phys. Control. Fusion 64, 144002 (2022)]。

这项研究的目的是实验阐明圆环等离子体中湍流传播的机制。为此，将一种新的测量仪器引入了九州大学的柏拉图托卡马克设备中，其目的是测量湍流的径向相关性。在第二年的2022财年，我们设计了气体发射设备的详细设计，这是测量仪器的关键，也是引入电磁阀和驱动程序的关键。气体发射设备需要特征，例如不干扰圆环设备的线圈，并在安装磁场和切向注视时尽可能地减少注视的积分效果。为了满足要求，使用CAD进行了详细的设计。将来，我们将继续引入根据柏拉图Tokamak设备实验的进展，引入测量仪器。除了柏拉图实验外，我们还取得了分析使用LHD和JFT-2M设备获得的数据的结果。下面列出。（1）我们使用捕食者游戏模型分析了在LHD设备中在LHD设备中看到的非接触式分流等离子体的自激发振动现象，并指出了对磁岛动力学的需求[T. T. Kobayashi等人，物理。莱特牧师。 128，085001（2022）]。（2）为了阐明LHD设备的电子内部传输屏障（ITB）的同位素效应，我们分别进行了氘和光氢产生的等离子体的比较实验。已经表明，氘等离子体容易形成电场结构，并且（ITB）可能发生过渡[T. T. Kobayashi等人，科学。 Rep。12，55O7（2022）]。（3）在JFT-2M设备中分析了电场结构与GAM之间的相互作用。我们讨论了在LH转变之前通过湍流传播非局部影响GAM激发之前的外围电场振荡的可能性[T. Kobayashi等，血浆物理。控制。 Fusion 64，144002（2022）]。