九州大学 応用力学研究所 高温プラズマ理工学研究センター 定常プラズマ制御学分野
九州大学大学院 総合理工学府 先端エネルギー理工学専攻 高エネルギープラズマ力学講座

花田研究室

Research Institute for Applied Mechanics Kyushu University
Interdisciplinary Graduate School of Engineering Sciences Kyushu University

Department of Advanced Energy Engineering Sciences
Hanada Laboratory

研究テーマResearch theme

研究課題

1)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。

2)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。

3)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プラズマ物理研究所(PPPL)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です。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。また本実験のおいて採用された新電極の有効性実証は核融合炉へのCHIの導入を可能にする重要な課題であり、初期実験において安定なプラズマ生成条件が確立され、現在は磁場制御による平衡維持の研究を進めています。



最近の修士論文のテーマ

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

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

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

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

壁面温度計測によるプラズマからの熱負荷の測定

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

CPD及びQUEST装置における渦電流効果を考慮した磁気計測

QUESTにおけるAM反射計計測

QUESTにおける高周波プラズマへの球落下実験


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