局所ヘリシティ入射法によるプラズマ立ち上げ時の自己組織化過程の解明

使用局部螺旋注入方法阐明等离子体启动过程中的自组织过程

基本信息

批准号：
22K20358
负责人：
西澤敬之
金额：
$ 1.75万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20358/
关键词：
トカマク自己組織化トモグラフィー

项目摘要

局所ヘリシティ入射用プラズマ銃をPLATOトカマク内に設置しプラズマの入射実験を行った。直流安定化電源および<1.2mFのコンデンサを用いたテストによりプラズマ銃の内部や側面でアーク放電が生じるケースが確認され、絶縁が不十分であることが分かった。現在プラズマ銃の改良を行なっている。一方、磁場をかけた状態でプラズマが約1msの間、直線状に噴き出すことが高速カメラの映像により確認され、この間で320Vまで充電された1.2mFのコンデンサがほぼ完全に放電した。プラズマ銃の絶縁が十分であることが確認された後は既にダミーロードでテスト済みの愛知電気製の1kAを10ms以上維持できる大型電源を用いる予定である。1kAの電流を磁力線に流せば自己組織化を起こすのに十分な磁気ヘリシティが入射できると期待される。計測用のトモグラフィシステムの準備も進めており、令和5年夏頃にPLATO装置にインストールする予定である。こちらは九州大学および核融合研の他の研究者と共同で行なっている。まずはHαの計測を行う予定である。プラズマ銃から噴き出るプラズマの輝度は予想より高く、3kHzでサンプリングしている高速カメラのCCDの一部が飽和することが確認された。10kHzを超す高い時間分解能でトモグラフィー計測を行うことができると考えられる。またトモグラフィ計測用に用いることを検討していたガウス過程を用いた反転アルゴリズムを応用することで干渉計のデータから電子密度プロファイル、およびその微分量を推定する手法を開発した。この手法を用いて核融合研LHD装置のデータの解析を行った。この内容をまとめた論文は現在Scientific Reports誌に投稿中である。

放置了用于局部螺旋性注射的等离子体枪在柏拉图Tokamak内，并进行了血浆事件实验。使用DC调节的电源和<1.2mF电容器的测试证实了血浆枪内部和侧面发生的电弧排放病例，表明绝缘层不足。目前，血浆枪正在改善。同时，一个高速相机视频证实，在受到磁场的情况下，等离子体的线性弹出约1ms，在此期间，已充电至320V的1.2MF电容器几乎完全放电。在确认血浆枪已经足够隔离之后，我们计划使用一个可以维护AICHI Electric生产的1KA的大电源，Aichi Electric已经通过虚拟负载进行了10毫秒的测试。如果通过磁场线通过1KA电流，则可以预期足够的磁性螺旋性会导致自组织。我们还正在准备一个用于测量的层析成像系统，并计划在2023年夏天左右安装在柏拉图设备上。这是与京都大学和核融合研究所的其他研究人员合作进行的。首先，我们计划测量Hα。血浆枪从等离子体枪爆发的亮度高于预期，并证实，在3kHz时采样的高速摄像头的某些CCD饱和。人们认为，可以以超过10kHz的高时间分辨率进行层析成像测量。此外，通过使用高斯工艺应用反转算法，该算法被考虑用于层析成像测量，我们开发了一种估计电子密度谱及其从干涉仪数据中的差异量的方法。该技术用于分析核融合研究所LHD设备的数据。目前，一份总结了此内容的论文已提交给科学报告。