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平成24年10月9日 プラズマの中に「島」がある? −磁力線のカゴの自己修復機能−
大型ヘリカル装置(LHD)をはじめとする磁場閉じ込め核融合実験装置では、高温高密度のプラズマを磁力線のカゴの中に閉じ込めていますが、装置やプラズマの条件によっては、磁力線のカゴに「磁気島」と呼ばれるほころびができることがあります。「磁気島」は多くの場合プラズマ性能の低下をもたらすため、その性質が調べられています。今回は、LHDで行われている「磁気島」の研究について紹介します。 皆さんは「島」と聞いて何を想像しますか。椰子の木が生えた南国の島ですか、宮城県松島の美しい光景ですか。世の中にはいろいろな島がありますが、実は、プラズマの中にも「島」が存在するのです。といっても、本物の島ではなく、「島のように見える構造」があるのです。LHDでは、プラズマを閉じ込めるために、超伝導コイルを用いてドーナツの形をした磁力線のカゴを作ります。そのカゴの断面は、理想的にはちょうど節のないきれいな年輪のような入れ子状の形をしています。ところが現実には、コイルのわずかなズレや周囲の機器に含まれている磁性体が作り出す磁場が悪さをして、きれいな形をしたカゴの一部を歪ませて、木目に現れる節のような構造を作り出してしまいます。この構造はちょうど島のように見えることから、磁気島 (じきじま)と呼ばれています。この磁気島が現れると、磁力線のカゴの中に閉じ込められているプラズマの量が減るなど、プラズマ性能の低下が観測されます。そのため、LHDでは補正コイルを用いて磁気島の発生を抑えることを行っていますが、磁気島の発生の仕組みやその性質を調べ、磁気島の制御法を確立することは重要な課題です。 以上 |