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図3-12 シミュレーションで解明した磁場構造の変化 |
| 核融合プラズマのディスラプション（安定なプラズマ放電が消失してしまう現象）は、電磁流体（MHD）波動に起因しています。通常、MHD波動は微小な振動として現れ、この波動が（1）成長しない場合と、（2）時間とともに成長しプラズマ全体を変形させる程大きくなる場合とがあります。後者の場合はディスラプション発生の要因となり得ます。したがって、ディスラプションを起こさないためには、波動成長の時間的発展を明らかにすることが重要です。 ディスラプションを引き起こす波動成長は、プラズマ内部における磁場構造の不整の程度（磁気島の幅）が鍵であると考え、内部磁場構造を詳しく調べるシミュレーション研究を進めました。図3-12は、凹状のプラズマ電流分布について磁場構造の時間発展を明らかにしたもので、時間軸と縦軸の不安定性の持つ運動エネルギーは各々、系に固有の時間、エネルギーで規格化してあります。時間の初期・中期（図3-12(a)）で磁場構造は安定しており、半径方向で互いに離れた位置にある磁気島群がゆっくりと成長していきます。しかし、２つの磁気島群の幅が大きくなり過ぎると両者が全体に幅の広まった磁気島群へと成長する不安定な状態に移行します。この移行の原因は、図3-12(b),(c)に示すように、MHD波動の成長によって内側の磁気島が三角変形を起こし、外側の同心円状の磁場構造を突き破るためであることがわかりました。 |
| ●参考文献
Y. Ishii et al., Nonlinear Evolution of Double Tearing Modes, Phys. Plasmas, 7, 4477 (2000). |
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