小川国大

ヘリカル研究部・高温プラズマ物理研究系・粒子輸送研究部門 助教

研究内容

大型ヘリカル装置における高速イオン閉じ込めに関する研究を行っています。

核融合を目指した磁場閉じ込めプラズマ実験においては、中性粒子ビーム入射によるプラズマ加熱が行われます。入射された中性粒子ビームは、プラズマ中で高速イオンとなってプラズマを加熱しますが、残念ながら一部の高速イオンはプラズマ中から逃げてしまいます。特に、プラズマ閉じ込め磁場の振動に伴った高速イオンの損失は容器の特定の場所に集中すると予想されております。大型ヘリカル装置では、以下の計測を行っております。

1. 高速応答Hα振動検出器アレイ

高速イオンが励起するプラズマ閉じ込め磁場の振動の一種にアルヴェン波があります。これは、天体プラズマなどで観測され、太陽のフレアの加熱の要因として考えられているものです。この波の発生は磁場閉じ込めプラズマにおいて、高速イオンがプラズマ外へ逃げる原因の一つとなっており、現象の解明には、まず、プラズマ中でこの波がどのような空間分布をしているのかを明らかにする必要があります。そこで、プラズマ中に僅かに残っている中性の水素原子の発光に注目し、アルヴェン波によって振動した原子の発光を観測する事によって、波の分布を計測し、理論予測との比較を行っています。

2. 損失高速イオンプローブ

プラズマ閉じ込め磁場の振動に伴った高速イオンの損失を防ぐには、どのように運動している高速イオンがどのような過程を経て損失しているかを調べる必要があります。そこで、LHDのプラズマ閉じ込め磁場を用いたイオンのエネルギー分析器を設置し、アルヴェン波のようなプラズマ閉じ込め磁場に存在する各種振動に伴ってどのような速度を持った高速イオンがどのように損失するかを明らかにする研究を行っています。

その他、高速イオンの閉じ込め研究に必要な計測器開発を行っています。

論文リスト