ヘリオトロンJにおけるプラズマ粒子輸送特性の解明とその制御に関する研究

Heliotron J 等离子体粒子输运特性及其控制的阐明研究

基本信息

批准号：
08J56411
负责人：
向井清史
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

1.本研究の目的は、ヘリオトロンJにおけるプラズマ粒子輸送の特性を解明し、制御法への展開を行うことである。本年度は、i)本課題によって開発したマイクロ波反射計を用いてプラズマ電子密度分布の時間発展計測を行い、粒子輸送特性や密度分布の粒子供給法依存性を調べる、ii)電子密度揺動計測用の反射計を導入し、複数点の電子密度揺動を同時計測可能にする、ことを目標として研究を進めた。2.粒子輸送特性を評価することを目的とし、ガスパフを用いた密度変調実験を行った。密度分布計測の結果、プラズマ規格化小半径ρ=0.4での密度変動はρ=0.8の変動に対して0.4msの遅れが生じていることが分かった。これはガスパフによる有意な変調が検出されているものと考えられ、今後の解析によって輸送特性評価が可能となる重要な成果である。3.超音速分子ビーム入射(SMBI)実験において、密度分布計測を行った。SMBIはプラズマへの粒子供給法の一種で、ヘリオトロンJでは本手法によって通常ガスパフ時より高性能なプラズマを実現したが、その詳細な分布特性の変化は未解明であった。計測の結果、SMBI入射後、線平均電子密度およびプラズマ蓄積エネルギーが共に単調増加する段階において、電子密度がプラズマ周辺部で減少し中心部で増加、すなわち、分布形状が尖頭化した後にプラズマが高性能化することが分かった。これは、SMBIにより周辺部で密度勾配が増加することで拡散の効果が増大し、周辺部の密度が減少したものと考えられる。今後SMBI入射時の密度依存性等を調べる必要がある。4.揺動計測用マイクロ波反射計をヘリオトロンJへと適用し、ドリフト波周波数近傍の揺動や、MHD不安定性の前兆となる広帯域揺動の検出に成功した。ヘリオトロンJプラズマ中心部の密度揺動の情報は初めて得られたものであり、今後の揺動研究の発展へと繋がる成果と言える。

1.本研究的目的是阐明Heliotron J中等离子体粒子输运的特性并开发控制方法。今年，我们将：i）使用本项目开发的微波反射计测量等离子体电子密度分布的时间演变，并研究粒子传输特性和密度分布对粒子供应方法的依赖性；ii）测量电子密度波动。我们进行研究的目的是通过引入现场使用的反射计，使同时测量多个点的电子密度波动成为可能。 2.为了评估颗粒传输特性，进行了使用喷气的密度调制实验。密度分布测量的结果发现，等离子体归一化小半径ρ=0.4处的密度波动与ρ=0.8处的密度波动相比延迟了0.4ms。这被认为表明已经检测到气体喷流的显着调制，并且是一个重要的结果，将能够通过未来的分析来评估传输特性。 3.在超音速分子束注入（SBI）实验中进行密度分布测量。 SMBI是一种向等离子体提供粒子的方法，在Heliotron J中，该方法实现了比普通气体吹送更高性能的等离子体，但分布特性的详细变化尚不清楚。测量结果表明，SMBI注入后，在线平均电子密度和等离子体累积能量均单调增加的阶段，电子密度在等离子体外围减小，在中心增加，即分布形状后发现，当达到峰值时，等离子体增加，性能得到改善。这被认为是因为SMBI增大了外围的密度梯度，增加了扩散效应并降低了外围的密度。未来，有必要研究 SBI 注入的密度依赖性。 4. 我们将微波反射计应用于 Heliotron J 进行振动测量，并成功检测到漂移波频率附近的振动和宽带波动，这是 MHD 不稳定的标志。这是首次获得Heliotron J等离子体中心密度涨落的信息，这一结果可以说引领了未来涨落研究的发展。