NIFS：高性能氘等離子絕緣層：
-首次展示等離子體湍流觀測-
“聚變發電”：
在聚變發電中，需要將等離子體中心部分的溫度提高到1億攝氏度或更高。
如果在等離子體中形成隔熱層，
較少的熱量從等離子體傳遞到外部，
等離子體中心的溫度升高，
將處於有利於聚變發電的狀態。至今
“等離子質量的差異對隔熱層的形成和性能的影響”是未知的。
國立聚變科學研究所、國立聚變科學研究所
助理教授小林達也，
助理教授 Akihiro Shimizu為實現“聚變發電”，我們成功地“使用氘提高等離子絕緣層的性能”。
測量等離子體內部的流量和
由於氘等離子體產生的強流動
表明形成了高性能絕熱層。
它導致產生高溫等離子體，這是聚變發電必不可少的。超導聚變等離子體實驗裝置
大型螺旋裝置 (LHD)進行了氘等離子體和輕氫等離子體的對比實驗。
氘等離子體的特點：
氘等離子體甚至以比輕氫等離子體高1.5倍的密度形成絕熱層。
通常，等離子體密度越高，形成絕緣層的可能性就越小。
測量等離子體內部的流量：
“加速到800萬公里/小時的金離子高速束”入射到等離子體上。
穿過等離子體的光束
使用通過改變能量獲得電勢的技術，
測量等離子體內部的流量。
因此，氘等離子體比輕氫等離子體具有更強的流動性。
事實證明，“這會導致隔熱性能”。
新開關
國家聚變科學研究所
聚變發電：
為了實現聚變發電，需要用磁場穩定地限制高溫等離子體。
等離子體湍流是一個問題：
但，
由於“等離子體中產生的湍流 * 1”
問題是等離子體的溫度下降。
“弄清湍流的特徵是一項重要的研究課題。”
大型螺旋裝置 (LHD)：
國立融合科學研究所（岐阜縣土岐市）
助理教授Naoki Kamochi，
井田克美教授，
德澤紀彥副教授
美國威斯康星大學
Daniel J. Den Hartgg 教授研究組：
在大型螺旋裝置 (LHD) * 2
當熱量在等離子體中逸出時
比熱運動更快的湍流，
我在世界上第一次發現它。闡明湍流的特徵：
這種湍流的特點是“可以預測等離子體溫度的變化”。
今後，
通過觀察湍流，
我們將開發一種“實時控制等離子體溫度的方法”。
調查報告：
它於5月16日在英國《科學報告》網絡版上發表。
研究結果：
通過觀察預測的湍流，可以預測等離子體溫度的變化。
未來，有望開發出一種實時控制等離子體溫度的方法。
研究成果/新聞
https://www.nifs.ac.jp/news/researches/220519.html
NIFS : Couche d’isolation plasma haute performance au deutérium :
-Première démonstration d’observation de la turbulence du plasma-
“Production d’énergie par fusion”:
Dans la production d’énergie de fusion, il est nécessaire d’élever la température de la partie centrale du plasma à 100 millions de degrés Celsius ou plus.
Si une couche calorifuge se forme dans le plasma,
Moins de chaleur est transférée du plasma vers l’extérieur,
La température au centre du plasma augmente,
Il sera dans un état favorable pour la production d’énergie de fusion.Jusqu’à présent
“L’effet de la différence de masse de plasma sur la formation de la couche d’isolation thermique et les performances” était inconnu.
Institut national des sciences de la fusion, Institut national des sciences de la fusion
Professeur adjoint Tatsuya Kobayashi,
Professeur adjoint Akihiro ShimizuVers la réalisation de la “génération d’énergie de fusion”, nous avons réussi à “améliorer les performances de la couche d’isolation au plasma à l’aide de deutérium”.
Mesurer le débit à l’intérieur du plasma et
En raison du fort flux généré par le plasma de deutérium
Il a été montré qu’une couche d’isolation thermique à haute performance est formée.
Cela conduit à la génération de plasma à haute température, indispensable à la production d’énergie de fusion.Dispositif expérimental de plasma de fusion supraconducteur
Grand dispositif hélicoïdal (LHD)Une expérience comparative entre le plasma de deutérium et le plasma d’hydrogène léger a été menée.
Caractéristiques du plasma de deutérium :
Le plasma de deutérium a formé une couche d’isolation thermique même à une densité 1,5 fois supérieure à celle du plasma d’hydrogène léger.
Généralement, plus la densité du plasma est élevée, moins il est probable que la couche isolante se forme.
Mesure du débit à l’intérieur du plasma :
Un “faisceau d’ions d’or à grande vitesse accéléré à 8 millions de km/h” était incident sur le plasma.
Du faisceau qui a traversé le plasma
En utilisant la technique d’obtention d’un potentiel électrique par changement d’énergie,
Le débit à l’intérieur du plasma a été mesuré.
par conséquent,Le plasma de deutérium a un flux plus fort que le plasma d’hydrogène léger.
Il s’est avéré que “cela conduit à des performances d’isolation thermique”.
Nouvel interrupteur
Institut national des sciences de la fusion
Production d’énergie par fusion :
Afin de réaliser la production d’énergie de fusion, il est nécessaire de confiner de manière stable le plasma à haute température avec un champ magnétique.
La turbulence du plasma est un problème :
mais,
En raison de “la turbulence générée dans le plasma * 1”
Le problème est que la température du plasma chute.
“Clarifier les caractéristiques de la turbulence est un sujet de recherche important.”
Grand dispositif hélicoïdal (LHD):
Institut national des sciences de la fusion (ville de Toki, préfecture de Gifu)
Professeur adjoint Naoki Kamochi,
Professeur Katsumi Ida,
Professeur associé Kihiko Tokuzawa
Université du Wisconsin, États-Unis
Professeur Daniel J. Den HartggGroupe de recherche:
Dans le grand dispositif hélicoïdal (LHD) * 2
Quand la chaleur s’échappe dans le plasma
Turbulence qui se déplace plus vite que la chaleur,
Je l’ai découvert pour la première fois au monde.Élucider les caractéristiques de la turbulence :
La caractéristique de cette turbulence est “qui permet de prédire les changements de température du plasma”.
désormais,
En observant les turbulences,
Nous développerons une “méthode de contrôle de la température du plasma en temps réel”.
Documents de recherche:
Il a été publié dans la version en ligne de “Scientific Reports” au Royaume-Uni le 16 mai.
Résultats de recherche:
En observant la turbulence prédictive, il a été possible de prédire l’évolution de la température du plasma.
Dans le futur, il est prévu de développer une méthode pour contrôler la température du plasma en temps réel.
Résultats de recherche / Actualités
NIFS: Hochleistungs-Plasma-Isolationsschicht mit Deuterium:
-Erste Demonstration der Beobachtung von Plasmaturbulenzen-
“Fusionsstromerzeugung”:
Bei der Erzeugung von Fusionsenergie ist es notwendig, die Temperatur des zentralen Teils des Plasmas auf 100 Millionen Grad Celsius oder mehr zu erhöhen.
Bildet sich im Plasma eine wärmeisolierende Schicht,
Weniger Wärme wird vom Plasma nach außen übertragen,
Die Temperatur im Zentrum des Plasmas steigt,
Es wird sich in einem günstigen Zustand für die Erzeugung von Fusionsenergie befinden.Bisher
“Die Wirkung des Unterschieds in der Plasmamasse auf die Bildung der Wärmeisolierschicht und die Leistung” war unbekannt.
Nationales Institut für Fusionswissenschaft, Nationales Institut für Fusionswissenschaft
Assistenzprofessor Tatsuya Kobayashi,
Assistenzprofessor Akihiro ShimizuIm Hinblick auf die Realisierung der “Fusionsstromerzeugung” gelang es uns, “die Leistung der Plasmaisolationsschicht mit Deuterium zu verbessern”.
Messen Sie den Fluss innerhalb des Plasmas und
Aufgrund der starken Strömung, die durch Deuteriumplasma erzeugt wird
Es hat sich gezeigt, dass eine hochleistungsfähige Wärmedämmschicht entsteht.
Es führt zur Erzeugung von Hochtemperaturplasma, das für die Erzeugung von Fusionsstrom unverzichtbar ist.Supraleitendes Fusionsplasma-Experimentiergerät
Großes spiralförmiges Gerät (LHD)Es wurde ein Vergleichsexperiment zwischen Deuteriumplasma und leichtem Wasserstoffplasma durchgeführt.
Eigenschaften von Deuteriumplasma:
Das Deuteriumplasma bildete selbst bei einer 1,5-mal höheren Dichte als das leichte Wasserstoffplasma eine wärmeisolierende Schicht.
Im Allgemeinen ist es umso unwahrscheinlicher, dass die Isolierschicht gebildet wird, je höher die Plasmadichte ist.
Messung der Strömung im Plasma:
Ein „auf 8 Millionen km/h beschleunigter Goldionen-Hochgeschwindigkeitsstrahl“ traf auf das Plasma.
Von dem Strahl, der durch das Plasma ging
Mit der Technik, ein elektrisches Potential durch Energieänderung zu erhalten,
Der Fluss innerhalb des Plasmas wurde gemessen.
infolge,Deuteriumplasma hat eine stärkere Strömung als leichtes Wasserstoffplasma.
Es stellte sich heraus, dass „dies zu einer Wärmedämmleistung führt“.
Neuer Schalter
Nationales Institut für Fusionswissenschaft
Fusionsstromerzeugung:
Um eine Fusionsenergieerzeugung zu realisieren, ist es notwendig, ein Hochtemperaturplasma stabil mit einem Magnetfeld einzuschließen.
Plasmaturbulenz ist ein Problem:
sondern,
Aufgrund von “im Plasma erzeugter Turbulenz * 1”
Das Problem ist, dass die Temperatur des Plasmas sinkt.
„Die Aufklärung der Eigenschaften von Turbulenzen ist ein wichtiges Forschungsthema.“
Großes spiralförmiges Gerät (LHD):
Nationales Institut für Fusionswissenschaft (Stadt Toki, Präfektur Gifu)
Assistenzprofessor Naoki Kamochi,
Professor Katsumi Ida,
Außerordentlicher Professor Kihiko Tokuzawa
Universität von Wisconsin, USA
Professor Daniel J. Den HartggForschungsgruppe:
Im Large Helical Device (LHD) * 2
Wenn Wärme im Plasma entweicht
Turbulenzen, die sich schneller bewegen als Hitze,
Ich habe es zum ersten Mal auf der Welt entdeckt.Erläuterung der Eigenschaften von Turbulenzen:
Das Merkmal dieser Turbulenz ist, “das es ermöglicht, Änderungen der Plasmatemperatur vorherzusagen”.
von nun an,
Durch die Beobachtung von Turbulenzen
Wir werden ein “Verfahren zur Regelung der Plasmatemperatur in Echtzeit” entwickeln.
Forschungsunterlagen:
Es wurde am 16. Mai in der Online-Version von „Scientific Reports“ in Großbritannien veröffentlicht.
Forschungsergebnisse:
Durch Beobachtung der prädiktiven Turbulenz war es möglich, die Veränderung der Plasmatemperatur vorherzusagen.
Für die Zukunft soll ein Verfahren zur Steuerung der Plasmatemperatur in Echtzeit entwickelt werden.
Forschungsergebnisse / Neuigkeiten
Preceding propagation of turbulence pulses at avalanche events in a magnetically confined plasma
Abstract
The preceding propagation of turbulence pulses has been observed
for the first time in heat avalanche events during the collapse of the electron internal transport barrier (e-ITB) in the Large Helical Device.
The turbulence and heat pulses
are generated near the foot of the e-ITB and propagate to the peripheral region within a much shorter time than the diffusion timescale.
The propagation speed of the turbulence pulse
is approximately 10 km/s, which is faster than that of the heat pulse propagating at a speed of 1.5 km/s.
The heat pulse propagates at approximately the same speed as
that in the theoretical prediction, whereas the turbulence pulse propagates one order of magnitude faster than that in the prediction, thereby providing important insights into the physics of non-local transport.
Scientific Reports