研究テーマ

研究課題

長時間放電におけるプラズマ-壁相互作用

プラズマから放出された高エネルギーの水素イオンや水素原子は容器壁面に入射し、その後壁内で移動して一部は格子欠損などに補足され、再度表面に戻ってきた水素原子は再結合して水素分子となり壁面から放出されます。これは「水素リサイクリング」と呼ばれ、プラズマの長時間運転、更には核融合炉におけるDT燃焼反応ではこの制御を行うことで水素分子の適切な混合比を維持することが重要になります。現在QUESTでは高温壁を用いた1000秒単位の長時間放電実験により水素リサイクリングモデルを構築することでこれを制御する研究を行っています。

プラズマ電流駆動の高性能化

トカマク装置において安定なプラズマ閉じ込めを維持するためにはトロイダル方向の「プラズマ電流」を駆動させる必要があり、装置中心に十分なソレノイドコイルを置く空間が取れない球状トカマクにおいては非誘導電流駆動が課題となります。QUESTではマイクロ波入射による高周波加熱について研究しています。

核融合炉液体金属ダイバータ開発に向けた基礎研究

液体金属を用いたエネルギー開発研究

同軸ヘリシティ入射法の開発

QUESTではワシントン大学とプリンストン大学との共同研究として同軸ヘリシティ入射(CHI)実験計画が進行中です。CHIとは真空容器内に設置された2つの電極間に電圧を印加してプラズマのブレークダウンを起こす手法。本計画ではこのCHIによる初期プラズマ生成と高周波入射による追加熱を組み合わせた立ち上げシナリオを予定しています。また核融合炉への導入を想定した新設計のCHI電極が採用され、初回実験においてこの新電極による安定なプラズマの初期生成を観測しました。現在は磁場制御による平衡維持を課題として研究を進めています。

最近の修士論文のテーマ

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QUEST定常トカマク放電における動的吸蔵量の計測

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磁場中での液体金属の開水路流れの流動

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球状トカマクにおける高磁場側RF入射による電子バーンスタイン波励起

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QUESTにおける非誘導電流駆動プラズマの硬X線計測

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QUESTにおけるダイバータプローブを用いたblobの伝搬特性研究

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プラズマ誘導脱離を考慮したQUEST粒子バランスモデルの構築

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QUESTにおける平板ダイバータ板の温度上昇を用いた熱負荷分布計測

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壁面温度計測によるプラズマからの熱負荷の測定

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球状トカマクCPDに入射されたコンパクトトロイドの挙動観測 及び運動エネルギーの評価

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CPD及びQUEST装置における渦電流効果を考慮した磁気計測

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QUESTにおけるAM反射計計測

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QUESTにおける高周波プラズマへの球落下実験

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QUESTにおける高周波電流駆動プラズマにおける硬X線計測