Study on active control of instability and convective transport in detached recombining plasma

分离重组等离子体不稳定性和对流输运的主动控制研究

基本信息

批准号：
22H01203
负责人：
田中宏彦
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、特徴的な３つのダイバータプラズマ模擬装置（直線型装置NAGDIS-II, 超伝導直線装置Magnum-PSI, トーラスNAGDIS-T）を用いて、摂動印加時における再結合フロント中の不安定性と輸送の応答を高時空間分解能で計測する。不安定性・輸送振幅を決定づけるキーパラメータの同定を行い、能動的な制御手法を新たに開発することを目的とする。さらに、プラズマ密度・磁場強度・磁場構造に対する依存性を明らかにすることで、原型炉条件における制御性の外挿評価を試みる。初年度である2023年度は、直線型装置NAGDIS-IIにおいて、磁力線に沿う複数窓を同時に視野内に収めた高アスペクト比での高速発光計測を可能とするため、NAC社製高速カメラ（ACSシリーズ）を導入した。静電プローブを併用した条件付き平均計測を行うことで、不安定性・対流輸送出現時の発光信号を取得するとともに、剛体回転を仮定したトモグラフィ解析により磁場垂直面・軸・時間の４次元的な不安定性・輸送の時空間挙動を取得した。さらに、摂動印加法の一つとして考えている電子ビーム源を製作して非接触プラズマに適用し、その初期結果を得た。また、高速分光計測を行い、再結合発光挙動が先行研究における電子密度・電子温度の時空間発展と整合することを確認した。超伝導直線装置のMagnum-PSIでは、強磁場環境における高速カメラと静電プローブの同時計測信号を新たに取得した。今後、上記トモグラフィ解析を適用することで、磁場垂直面内および時間の３次元的な発光信号挙動を明らかにする予定である。トーラス型装置NAGDIS-Tでは、電子ビーム源を設置するための差動排気システムの整備を行った。今後、電子ビームの適用と高速カメラ計測を行い、磁場の勾配、曲率、ならびに長い磁力線環境が不安定性・輸送にもたらす影響を調査する。

在本研究中，我们使用三种特征偏滤器等离子体模拟器（线性装置 NAGDIS-II、超导线性装置 Magnum-PSI 和环面 NAGDIS-T）来研究应用高时空扰动测量传输响应时复合前沿的不稳定性。解决。目的是确定决定不稳定性和传输幅度的关键参数，并开发新的主动控制方法。此外，通过阐明对等离子体密度、磁场强度和磁场结构的依赖性，我们将尝试推断 DEMO 条件下的可控性。第一年2023财年，线性设备NAGDIS-II将配备NAC制造的高速相机（ACS系列），以实现高纵横比的高速发光测量，同时覆盖沿磁场线的多个窗口) 被引入。通过使用静电探针进行条件平均测量，我们可以获得不稳定和对流传输出现时的发光信号，并且还可以通过假设刚体旋转的断层扫描分析获得磁场垂直平面、轴和时间的四维信息。不稳定和传输的时空行为。此外，我们还制作了一种被认为是微扰应用方法之一的电子束源，并将其应用于非接触等离子体，并获得了初步结果。我们还进行了高速光谱测量，并证实复合发射行为与先前研究中电子密度和电子温度的时空演化一致。超导线性器件Magnum-PSI新近在强磁场环境下从高速相机和静电探针获取同步测量信号。未来，通过应用上述断层扫描分析，我们计划阐明发光信号在磁场垂直平面和时间上的三维行为。对于环面型装置NAGDIS-T，构建了差动泵浦系统来安装电子束源。未来，我们将应用电子束和高速相机测量来研究磁场梯度、曲率和长磁场线环境对不稳定性和输运的影响。

项目成果

期刊论文数量（11）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

研究成果

研究结果

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Study of the intermittent plasma structure around the divertor simulation experimental module in GAMMA 10/PDX

GAMMA 10/PDX偏滤器模拟实验模块周围间歇等离子体结构研究

DOI：
10.1063/5.0129886
发表时间：
2023
期刊：
Physics of Plasmas
影响因子：
2.2
作者：
H. Tanaka;N. Ezumi;T. Sugiyama;H. Gamo;N. Shigematsu;M. Yoshikawa;J. Kohagura;M. Hirata;S. Togo;N. Ohno;and M. Sakamoto
通讯作者：
and M. Sakamoto

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DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Reduction of pulsed particle load with dynamic pressure induced by transient recycled neutral flux

通过瞬态再循环中性通量引起的动态压力减少脉冲颗粒负载

DOI：
10.1088/1361-6587/ac8acb
发表时间：
2022
期刊：
Plasma Physics and Controlled Fusion
影响因子：
2.2
作者：
Hayashi Yuki;Tanaka Hirohiko;Ohno Noriyasu;Kajita Shin;Morgan Thomas;van der Meiden Hennie;Scholten John;Vernimmen Jordy;Natsume Hiroki;Sawada Keiji;Masuda Shota
通讯作者：
Masuda Shota

Global fluctuation structures across ionizing- and recombining-plasma regions

电离和重组等离子体区域的全局波动结构