アルヴェン固有モード・センシングシステムによるアルファ粒子損失機構の研究

使用Alfvén本征模传感系统研究α粒子损失机制

基本信息

批准号：
16082209
负责人：
東井和夫
金额：
$ 38.21万
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 on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16082209/
关键词：
プラズマ・核融合アルファ粒子高速イオンアルヴェン固有モード TAE 高速粒子モード損失イオンプローブピッチ角アルヴェン波 MHDモードシアアルヴェンスペクトル高速イオン損失摂動高周波磁場ラーマ半径磁気プローブ荷電交換中性粒子束

项目摘要

本研究では、トーラスプラズマにおけるアルファ粒子によるアルヴェン固有モード(AE)の励起とAEの高速イオン輸送に及ぼす影響を明らかにすることを目指し、LHDやCHSなどのヘリカル装置とJT-60Uトカマクにおいて中性ビーム入射(NBI)で生成した高速イオンによるAE励起とAEの高速イオン輸送への影響の解明、及びAEの安定性評価に重要な減衰率の測定と減衰機構の解明を進めている。主要な成果は下記の通りである。(1)CHSにおいてプラズマ周辺部へ挿入可能な方向性プローブとプラズマ外に設置したシンチレータ型損失高速イオンプローブによる測定から、高速イオンにより励起された高速粒子モード(EPM)によりプラズマ内部からプラズマ外へ輸送される高速イオン束を観測し損失機構を明らかにした。(2)JT-60UトカマクではAEによる高速イオン輸送を中性子放射の径方向分布から導出し、高速イオンの磁場リップル輸送の理論との比較からAEの影響を定量的に評価した。(3)LHDでは、NBI電流駆動により非単調回転変換分布を生成したとき、トカマクの反転磁気シアAEに類似したアルヴェン固有モードが励起されることを見出した。(4)AEやEPMは高速イオンにより不安定化されるが、CHSでは電子サイクロトロン加熱で生成したヘリカル磁場リップルに捕捉された高速電子も高速イオンと同様にAEやEPMを励起できることを明らかにし、高速電子励起のバースト的EPMを観測した。高速電子の軌道計算からこのような励起の可能性を明らかにした。(5)CHSではアンテナにより10kHzから300kHzまでの交流磁場印加によりプラズマ周辺部でTAEを励起し、減衰率を測定した。減衰率は固有周波数の10-20%と相当高く連続スペクトル減衰が重要と考えられる。当初の目的とした成果に加え、新たな興味深い成果が得られた。

在这项研究中，目的是阐明Alpha颗粒在α颗粒中的α颗粒中的影响以及AE高速离子运输AE和中性设备的影响，例如LHD和CHS和JT-60U TOKAMAK这是通过横梁入射（NBI）产生的高速离子的AE激发的影响，以及AE高速离子运输的影响，并测量对AE稳定性重要的衰减率并阐明衰减机制。主要结果如下。（1）从可以插入CHS中等离子体区域的定向探针，以及闪烁体 - 型损失高速离子探针的测量，高速粒子模式（EPM），高速度粒子模式（EPM）令人兴奋 - 速度离子（EPM）在等离子体之外。（2）JT-60U TOKAMAK通过AE从中子辐射的直径方向分布衍生出高速离子转运，并定量评估了AE与高速离子磁场纹波传输理论的影响。（3）在LHD中，当NBI电流驱动器生成非单调旋转转换分布时，发现与Tokamak的倒置磁性SHEA AE相似的Alven特定模式令人兴奋。（4）AE和EPM对高速离子不稳定，但是在CHS中，由电子回旋型产生的螺旋磁场波动捕获的高速电子可以诱导AE和EPM以及高速离子观察到高速电子激发的EPM。高速电子轨道计算揭示了这种激发的可能性。（5）在CHS中，TAE通过10kHz至300kHz的天线在血浆周围交换，并测量了衰减率。在完美频率的10-20％时，衰减率显着高得多，并且连续光谱衰减被认为很重要。除了最初的成就外，还获得了新的有趣结果。