核融合プラズマの揺らぎが粒子を内側へと運ぶことを実証――ダイポール磁場の自己組織化を支える粒子輸送を直接観測――

20206-08-03 東京大学,核融合科学研究所

東京大学と自然科学研究機構核融合科学研究所の研究グループは、磁気浮上ダイポール実験装置RT-1を用い、ダイポール磁場中の高温プラズマにおいて、低周波の電場揺動が粒子を磁場中心方向へ輸送する「内向き輸送」を実験的に初めて直接観測した。従来、プラズマの揺らぎは粒子を外側へ拡散させ閉じ込め性能を低下させる要因と考えられていたが、本研究では約1kHzの電場揺動と電子密度変動の相関解析により、揺らぎが高ベータプラズマ形成時に粒子を内側へ運び、自己組織化を支えていることを明らかにした。また、この内向き輸送は高圧力構造の再形成過程でのみ顕著に現れ、安定状態ではほぼ消失することも確認された。本成果は、ダイポール方式による次世代核融合炉の閉じ込め機構の理解を大きく前進させるとともに、地球や木星など惑星磁気圏における粒子輸送や自己組織化現象の解明にも貢献することが期待される。

核融合プラズマの揺らぎが粒子を内側へと運ぶことを実証――ダイポール磁場の自己組織化を支える粒子輸送を直接観測――
磁気浮上ダイポール実験装置RT-1(Ring Trap 1)で生成したプラズマ

<関連情報>

双極子磁場配置の端部領域における低周波電気変動によって引き起こされる内向き粒子束 Inward particle flux caused by low-frequency electric fluctuations in the edge region of dipole magnetic field configuration

H. Saitoh, H. Mimura, S. Aoyagi, N. Shirokoshi, K. Ueda, M. Nishiura, N. Kenmochi, N. Sato and Z. Yoshida
Nuclear Fusion  Published: 30 July 2026
DOI:10.1088/1741-4326/ae855d

Abstract

We report experimental evidence of inward particle transport associated with low frequency fluctuations in the levitated dipole device RT-1. During the occurrence of the low frequency fluctuations that accompany the formation of peaked high- β structures in the dipole magnetic field, multi-point measurements with electrostatic probes detected electric field fluctuations with a toroidal component. Simultaneous measurements of electron density and electric field fluctuations show that these fluctuations drive a steady inward particle flux toward the strong magnetic field side.

2001原子炉システムの設計及び建設
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました