トーラスプラズマにおけるアルヴェン固有モード空間構造の高速イオン損失に与える影響

阿尔芬本征模空间结构对环面等离子体中快速离子损失的影响

• 批准号: 10J07912
• 负责人: 小川 国大
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J07912/
• 关键词: 大型ヘリカル装置; 高速イオン; MHD不安定性; アルヴェン固有モード; 核融合プラズマ; 損失過程

本研究においては、核融合科学研究所の大型ヘリカルプラズマに入射される高速イオンによって励起されるアルヴェン固有モードAEの空間構造の差異による高速イオン損失に与える影響の解明研究を推進した。プラズマ中心の外側への移動に起因しAEの空間構造が広くなり、それに従って観測された高速イオンの損失過程が対流的から拡散的、並びに統計軌道的になる事を明らかにした。この現象をより深く理解するため、数値シミュレーションによるAEに起因する高速イオン損失の再現を試みた。AEの存在する条件下での高速イオン軌道を追跡するために、プラズマ中の高速イオン軌道計算を使用した。また、プラズマ外に設置してある損失高速イオンプローブによる高速イオン検出を模擬するために、プラズマ外の高速イオン軌道計算を使用した。両者を接続することによって、AEに起因する損失高速イオン検出のシミュレーションを行った。実験で観測されたようなAEの周波数掃引を考慮する事によって、AE揺動強度の上昇によって検出器に到来する損失高速イオン束が上昇する結果が得られた。それらの高速イオンのエネルギー及びピッチ角(磁場ベクトルと速度ベクトルのなす角)は実験で得られたものと一致した。さらには、プラズマ中心の異なる状態について数値シミュレーションを行う事によって、プラズマ中心の外側への移動に伴う損失過程の変化を再現した。数値シミュレーションを行う事によって、プラズマ中心の外側の移動に伴うこの損失過程の変化は、AEの空間構造の拡大によってプラズマ外に損失する高速イオンのエネルギー及びピッチ角領域が拡大している事に起因する事を明らかにした。

在这项研究中，我们促进了由于Aleven特异性模式AE空间结构差异而导致高速离子损失的影响的研究，该模式AE的空间结构对核科学研究所的大型螺旋等血浆中的高速离子充满热情。据揭示，由于血浆外部的运动，AE的空间结构变得更宽，并且相应地观察到的高速离子的损耗过程变得弥漫和统计轨道。为了更深入地了解这种现象，我们试图重现由数值模拟AE引起的高速离子损失。为了在AE条件下跟踪高速离子轨道，使用了血浆中的高速离子轨道计算。此外，使用血浆外的高速离子轨道计算来模拟血浆外安装的高速离子探针的高速离子检测。通过连接两者，进行了由AE引起的高速离子检测的损耗模拟。考虑到实验中观察到的AE频率扫描，AE摆动强度的增加增加了到达检测器中的高速离子束。这些高速离子（磁场矢量和速度向量的角）的能量和螺距角匹配。此外，通过对等离子体中心的不同条件进行数值模拟，复制了由于流入血浆中心外部的损耗过程的变化。通过执行数值模拟，由于等离子中心的外运动而引起的损耗过程的这种变化是由于高速离子的能量和俯仰角区域的膨胀，由于高速离子的膨胀而在血浆之外丢失。我的空间结构。

项目成果

Observation of TAE Induced Convective/Diffusive Losses and Comparison with Orbit Following Model in LHD

TAE 引起的对流/扩散损失的观测及其与 LHD 轨道跟踪模型的比较

• 发表时间: 2011
• 作者: K. Ogawa;M. Isobe;et al
• 通讯作者: et al

Fast Ion Losses Induced by Toroidal Alfven Eigenmode in Various Magnetic Configurations of the Large Helical Device

大型螺旋装置的各种磁配置中环形阿尔文本征模引起的快速离子损耗

• 发表时间: 2010
• 期刊: Proc.of 37th European Physical Society Conference on Plasma Physics
• 作者: Keisuke Utsu;Hiroaki Nishikawa;Hiroshi Ishii;K.Ogawa;Hisataka Ishida(石田尚敬);原光生;Hisataka Ishida (石田尚敬);K.Ogawa
• 通讯作者: K.Ogawa

Beam Ion Losses Caused by Magnetic Field Ripples in Various Plasma Parameter Ranges in the Large Helical Device

大型螺旋装置中不同等离子体参数范围内磁场纹波引起的束流离子损失

• DOI: 10.1585/pfr.7.2402014
• 发表时间: 2012
• 期刊: Plasma and Fusion Research
• 影响因子: 0.8
• 作者: Matsushima;J.;Suzuki;M.;Kato;Y.;and Rokugawa;S.;福本直之;K.Ogawa
• 通讯作者: K.Ogawa

LHDにおける高速イオン及びバルクプラズマ圧力駆動MHD不安定性による高速イオン損失の特性

LHD 中快离子导致的快离子损失特性和体等离子体压力驱动的 MHD 不稳定性

• 发表时间: 2010
• 作者: 小川国大;磯部光孝等
• 通讯作者: 磯部光孝等

Beam-ion losses due to magnetic field ripple under various plasma parameter ranges on the Large Helical Device

大型螺旋装置上各种等离子体参数范围下由于磁场波动导致的束离子损失

• 发表时间: 2011
• 作者: K. Ogawa;M. Isobe;et al
• 通讯作者: et al