2022年05月19日 (12:50)
高速移動のプラズマ乱流を発見【核融合科学研究所が世界初】
核融合科学研究所(土岐市)の釼持尚輝助教・
居田克巳教授・徳澤季彦准教授らの研究グループは、
核融研の大型ヘリカル装置(LHD)に、
独自に開発した計測機器を設置。
LHD内部の高温プラズマを計測したところ、
熱よりも速く移動する乱流を、
世界で初めて発見したと、発表した。
計測機器の開発には、米国・ウィスコンシン大学の
ダニエル・J・デン・ハートッグ教授の協力も得た。






将来、核融合発電を実現するには、
1億度以上のプラズマを、磁場で閉じ込め、
長時間維持することが必要。
しかし、磁場で閉じ込めた高温プラズマの中では、
プラズマの密度や温度に、不均一性が生じるため、
大小さまざまな渦を伴った流れ、
「乱流」が発生する。
この乱流が、プラズマをかき乱すため、
閉じ込めていたプラズマの熱を、外側へと流し、
温度を下げてしまうことが、問題になっている。






熱と乱流の関係を解明しようと、
釼持尚輝助教(けんもち)らの研究グループは、
①乱流を計測するための電磁波を発して、
受信する機器。
②温度を計測するための電磁波
(レーザー。①とは別の波長帯)を発して、
受信する機器。
③熱を計測するため、プラズマが発する電磁波
(①・②とは異なる波長帯)を受信する機器。
以上、これら3種類の計測機器を開発。
これまで熱と乱流は、
時速5000キロ(飛行機程度の速度)で、
ほぼ一緒に移動していると、知られていた。
今回、開発した計測機器を用いて実験したところ、
熱よりも8倍速い、時速40000キロ
(ロケット程度の速度)で移動する乱流を、
世界で初めて発見した。



釼持尚輝助教らは、
「プラズマの乱流は、非常に複雑なため、
全容解明には、いまだ至っていない。
ただ今回の実験で、知られていなかった、
乱流の動きを観測できたことは、
プラズマの温度変化を予知する上で、
重要な発見と言える。
今後行われる、プラズマの温度を、
リアルタイムで制御する手法の開発に、
寄与できたと思う。
また、太陽風やオーロラなど、
自然界のプラズマ乱流現象を、
解明する際にも役立つ」と語った。



居田克巳教授・徳澤季彦准教授らの研究グループは、
核融研の大型ヘリカル装置(LHD)に、
独自に開発した計測機器を設置。
LHD内部の高温プラズマを計測したところ、
熱よりも速く移動する乱流を、
世界で初めて発見したと、発表した。
計測機器の開発には、米国・ウィスコンシン大学の
ダニエル・J・デン・ハートッグ教授の協力も得た。






将来、核融合発電を実現するには、
1億度以上のプラズマを、磁場で閉じ込め、
長時間維持することが必要。
しかし、磁場で閉じ込めた高温プラズマの中では、
プラズマの密度や温度に、不均一性が生じるため、
大小さまざまな渦を伴った流れ、
「乱流」が発生する。
この乱流が、プラズマをかき乱すため、
閉じ込めていたプラズマの熱を、外側へと流し、
温度を下げてしまうことが、問題になっている。






熱と乱流の関係を解明しようと、
釼持尚輝助教(けんもち)らの研究グループは、
①乱流を計測するための電磁波を発して、
受信する機器。
②温度を計測するための電磁波
(レーザー。①とは別の波長帯)を発して、
受信する機器。
③熱を計測するため、プラズマが発する電磁波
(①・②とは異なる波長帯)を受信する機器。
以上、これら3種類の計測機器を開発。
これまで熱と乱流は、
時速5000キロ(飛行機程度の速度)で、
ほぼ一緒に移動していると、知られていた。
今回、開発した計測機器を用いて実験したところ、
熱よりも8倍速い、時速40000キロ
(ロケット程度の速度)で移動する乱流を、
世界で初めて発見した。



釼持尚輝助教らは、
「プラズマの乱流は、非常に複雑なため、
全容解明には、いまだ至っていない。
ただ今回の実験で、知られていなかった、
乱流の動きを観測できたことは、
プラズマの温度変化を予知する上で、
重要な発見と言える。
今後行われる、プラズマの温度を、
リアルタイムで制御する手法の開発に、
寄与できたと思う。
また、太陽風やオーロラなど、
自然界のプラズマ乱流現象を、
解明する際にも役立つ」と語った。



