九州大学 研究者情報
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永島 芳彦(ながしま よしひこ) データ更新日:2019.06.27



主な研究テーマ
プラズマ中の波動・揺動・乱流に関する実験的研究
キーワード:プラズマ乱流、帯状流、バイスペクトル、統計解析、高周波加熱、核融合
1998.04~2022.03.
従事しているプロジェクト研究
統合観測システムで解き明かす乱流プラズマの構造形成原理と機能発現機構
2017.04~2023.03, 代表者:藤澤彰英, 九州大学応用力学研究所, 九州大学(国内).
極限プラズマ研究連携センタープロジェクト
2009.04~2014.05, 代表者:藤澤彰英, 九州大学応用力学研究所
(http://ircpt.riam.kyushu-u.ac.jp/overview/index.htmlより抜粋)プラズマは自然界のいたるところに見られる物質の状態です。ミクロのサイズから宇宙の銀河に渡るまで広いスケールの現象と関わっており、 太陽、オーロラ、雷など自然界に見られる様々な構造および現象の理解には不可欠です。また、プラズマはその応用としても多様であり、 その非平衡の極限的な状態を利用し磁場閉じこめ核融合やカーボンナノチューブやスーパーダイアモンドなど機能性物質の創成、 最近では医療にも応用される興味深い研究対象です。プラズマ物理学は自然の理解や現代および将来の技術を支える科学です。

伊藤極限プラズマ研究連携センターは九州大学の主幹センターとして2009年10月1日に九州大学より認められ発足しました。 日本学術振興会科学研究費補助金「乱流プラズマの動的応答と動的輸送の総合研究」(2009-2013)によるプロジェクトと連携し、 プラズマの研究を通して現代物理学の新しい領域を開拓しております。特に本センターでは、プラズマ乱流について理論・シミュレーション・実験の統合的な 方法により押し進めています。また、そこで得られたプラズマの物理を、プラズマを活用したエネルギー開発や機能物質創成に活かすべく 国内外の研究協力を積極的に進めています。

プラズマ科学は、これまで核融合プラズマ・高エネルギー密度プラズマ・プロセスプラズマ・ナノ-バイオプラズマなど対象に個別に発展してきました。 本センターでは、個々のプラズマ物理科学の方法論を、非平衡極限プラズマという共通学理から連携しネットワーク化を推進する事で普遍的な学理を探求し 研究を加速することを目的に、大規模計画「非平衡極限プラズマ全国共同連携ネットワーク研究計画」を提案し科学技術のフロンティアを牽引しています。 また、従来行ってきたプラズマ科学の双方向国際教育を一層高度化すること、及び九州大学が「国際キャリアパス」となることに寄与したいと考えております。.
QUESTプロジェクト
2007.04~2027.03, 代表者:出射浩, 九州大学応用力学研究所
QUEST (Q-shu University Experiment with Steady-State Spherical Tokamak)は、従来のトカマク装置よりコンパクトで、生成磁場に対して圧力の高い高βと呼ばれるプラズマの閉じ込めが可能な球状トカマク装置として2008年に建設されました。球状トカマク装置は建設コスト及びプラズマの安定性の面で核融合の実現に優位とされています。完成以降、QUESTでは球状トカマク装置での定常運転において課題となる、“プラズマ-壁相互作用“の研究及び“非誘導電流駆動“の研究の学術基盤の形成に取り組み、様々な成果を上げています。また国内外の共同研究において密接な連携協力を図ることで、球状トカマク研究の発展に貢献しています。(http://www.triam.kyushu-u.ac.jp/より抜粋。).
条件付き平滑化によるプラズマ乱流の大偏差統計解析
2014.04~2017.03, 代表者:永島芳彦, 九州大学応用力学研究所
乱流プラズマにおいて、大域的構造と局所乱流の時間発展を高速で取得し、大気的構造の確率密度関数で条件付き平滑化した乱流統計量を求める解析手法を開発することを目的とする。.
多階層複雑・開放系における粒子循環の物理とマクロ制御
2013.03~2013.03, 代表者:図子秀樹, 九州大学 応用力学研究所.
トカマクプラズマにおける乱流非線形エネルギー移送の空間非対称性の研究
2011.04~2014.12, 代表者:永島芳彦, 九州大学, 日本学術振興会(日本).
高速電子捕集に対するプラズマからの電子補給の時間応答に関する研究
2012.04~2015.03, 代表者:永島芳彦, 九州大学, 核融合科学研究所(日本).
2次元乱流ダイナミクス観測のための多波長超多点観測法の開発
2011.04~2014.03, 代表者:藤澤彰英, 九州大学, 九州大学(日本).
乱流プラズマの動的応答と動的輸送の総合研究
2009.04~2014.03, 代表者:伊藤早苗, 九州大学, 九州大学(日本)
国際熱核融合実験炉(ITER)における核燃焼プラズマの実現に向けて、プラズマの高性能化と制御を目指しプラズマ乱流と構造の詳細研究が世界中で活発に行われている。近年の研究により、帯状流やストリーマーといったメゾスケールの揺動が微視的揺動と共存し、乱流輸送を規定する、という描像が確立しつつある。この描像により、磁場閉じ込めプラズマで広く観察される、拡散的輸送より圧倒的に速いプラズマの構造あるいは輸送の変化を説明できる可能性がある。プラズマ燃焼の制御のためには輸送のダイナミックな変動を制御する必要があり、そのために動的輸送応答の理解が強く求められている。本研究では、従来の「線形・局所的・決定論的」描像を「非線型揺動・大域的・確率的」描像へと拡張すべく、乱流と乱流輸送研究の枠組みを改革する事を目標とする。「プラズマ乱流物理学」を一段と深く進展させ、動的・大域的な輸送現象のモデルを形成し、磁場閉じ込めプラズマの動的輸送現象を解明し、ITER等の燃焼制御法の確固たる基盤を提供する。.
低域混成波による球状トカマクプラズマの電流駆動
2009.04~2014.03, 代表者:高瀬雄一, 東京大学, 日本学術振興会(日本)
トカマク型プラズマ閉じ込め装置では、プラズマ中に流れる電流(プラズマ電流)が不可欠である。プラズマ電流は通常、トーラス中心部に位置するCS と呼ばれるコイルで駆動される。CS を用いずにトカマクを運転できれば、トカマク核融合炉の小型化による経済性向上が実現可能となる。これは、トーラス中心部のスペースが限られている球状トカマク(ST)では、核融合炉の成否に関わる最重要課題である。電子サイクロトロン波(ECW)による低プラズマ電流のST配位形成は、東京大学のTST-2 装置等で既に実証されている。本研究では、これに低域混成波(LHW)による電流駆動を加え、プラズマ電流を増加させることを目指す。これを実証できれば、ST 型核融合炉の実現性が格段と高まる。.
圧力駆動電流による球状トカマクの立ち上げと制御
2009.04~2012.03, 代表者:江尻晶, 東京大学, 日本学術振興会(日本).
研究業績
主要原著論文
1. Yoshihiko Nagashima, Akihide Fujisawa, Experimental research plan of nonlinearity of tokamak edge turbulence in plasma turbulence observatory, AIP Conference Proceedings, https://doi.org/10.1063/1.5048716, 1993, 020006, 2018.08.
2. Yoshihiko Nagashima, Shigeru Inagaki, Akihide Fujisawa, Hiroyuki Arakawa, Takuma Yamada, Yudai Miwa, Tatsuya Kobayashi, Sanae-I Itoh, Kimitaka Itoh, Observation of Parallel Force Balance for Drift Wave Fluctuation by a Fast Voltage Sweeping Method in a Linear Plasma, Journal of the Physical Society of Japan, 10.7566/JPSJ.84.063501, 84.0, 6.0, 3.0, Article No. 063501, 2015.05, Electron parallel force balance for drift-wave fluctuation is evaluated using fluctuation data obtained by a single probe fast voltage sweeping method in a linear plasma. Waveforms of the floating potential obtained by the method were validated by conventional high-impedance floating potential measurement. It is found that consistency in amplitude and phase relationships in the force balance is high when the electron temperature fluctuation is taken into account..
3. Nagashima, Yoshihiko; Itoh, Sanae-I.; Inagaki, Shigeru; Arakawa, Hiroyuki; Kasuya, Naohiro; Fujisawa, Akihide; Kamataki, Kunihiro; Yamada, Takuma; Shinohara, Shunjiro; Oldenbuerger, Stella; Yagi, Masatoshi; Takase, Yuichi; Diamond, Patrick H.; Itoh, Kimitaka, Non-Gaussian properties of global momentum and particle fluxes in a cylindrical laboratory plasma, PHYSICS OF PLASMAS, 10.1063/1.3601767, 18.0, 7.0, 1.0, 70701.0, 2011.07, Non-Gaussian statistical properties of the azimuthally averaged momentum and particle fluxes driven by turbulence have been simultaneously observed in inhomogeneous magnetized plasmas for the first time. We identified the stretched Gaussian distribution of the both fluxes and the transition from the point-wise distribution to averaged ones was confirmed. The change of the particle flux precedes that of the momentum flux, demonstrating that the momentum flux is induced by the relaxation of density gradient. (C) 2011 American Institute of Physics. [doi:10.1063/1.3601767].
4. Yoshihiko NAGASHIMA, Akira EJIRI, Yuichi TAKASE, Masateru SONEHARA, Hidetoshi KAKUDA, Takuya OOSAKO, Junichi HIRATSUKA, Osamu WATANABE, Takashi YAMAGUCHI, Hiroaki KOBAYASHI, Takuma WAKATSUKI, Takuya SAKAMOTO, Kentaro HANASHIMA, Takanori AMBO, Ryota SHINO and Shigeru INAGAKI, Evaluation of Edge Electron Temperature Fluctuation by the Use of Fast Voltage Scanning Method on TST-2, Plasma and Fusion Research, 6.0, RA, Article No. 2402036, 2011.07, Edge electron temperature fluctuation is evaluated by the use of fast voltage sweeping technique on TST-2. The validity of obtained current-voltage characteristic curve was checked by comparing the time evolutions of floating potential between that obtained from the fast voltage sweeping technique and that measured with floating probe method. Good agreement between them was confirmed. We also found that fitting errors in the evaluation of the electron temperature itself are less than 10% of fluctuation levels of the electron temperature. Therefore the accuracy of the technique is applicable to study of plasma fluctuations..
5. Nagashima, Yoshihiko; Inagaki, Shigeru; Kamakaki, Kunihiro; Arakawa, Hiroyuki; Yamada, Takuma; Shinohara, Shunjiro; Kawai, Yoshinobu; Yagi, Masatoshi; Fujisawa, Akihide; Itoh, Sanae-I; Itoh, Kimitaka; Takase, Yuichi, Development of radially movable multichannel Reynolds stress probe system for a cylindrical laboratory plasma, REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, 10.1063/1.3557384, 82.0, 3.0, 1.0, Article No. 033503, 2011.03, A new radially movable multichannel azimuthal probe system has been developed for measuring azimuthal and radial profiles of electrostatic Reynolds stress (RS) per mass density of microscale fluctuations for a cylindrical laboratory plasma. The system is composed of 16 probe units arranged azimuthally. Each probe unit has six electrodes to simultaneously measure azimuthal and radial electric fields for obtaining RS. The advantage of the system is that each probe unit is radially movable to measure azimuthal RS profiles at arbitrary radial locations as well as two-dimensional structures of fluctuations. The first result from temporal observation of fluctuation azimuthal profile presents that a low-frequency fluctuation (1-2 kHz) synchronizes oscillating Reynolds stress. In addition, radial scanning of the probe system simultaneously demonstrates two-dimensional patterns of mode structure and nonlinear forces with frequency f = 1.5 kHz and azimuthal mode number m = 1. (C) 2011 American Institute of Physics. [doi:10.1063/1.3557384].
6. Yoshihiko NAGASHIMA, Jun'ichi OZAKI, Masateru SONEHARA, Yuichi TAKASE, Akira EJIRI, Kotaro YAMADA, Hidetoshi KAKUDA, Shigeru INAGAKI, Takuya OOSAKO, Byung Il AN, Hiroyuki HAYASHI, Kentaro HANASHIMA, Junichi HIRATSUKA, Hiroaki KOBAYASHI, Hiroki KURASHINA, Hazuki MATSUZAWA, Takuya SAKAMOTO, Takashi YAMAGUCHI, Osamu WATANABE and Takuma WAKATSUKI, Fluctuation measurement in the edge plasma on TST-2, Plasma and Fusion Research, 5.0, RA, Article No. S2049, 2010.12, A new technique is used to estimate the amplitude of temperature fluctuation in the edge plasma on TST-2. Langmuir probe current-voltage characteristic curves are conditionally reconstituted in terms of the intensity of the floating potential. High/low electron temperatures are obtained in low/high floating potential phases. As a result, normalized temperature fluctuation levels are found to be about 19 % or larger..
7. Yoshihiko NAGASHIMA, Kenichi NAGAOKA, Kimitaka ITOH, Akihide FUJISAWA, Mitsutaka ISOBE, Tsuyoshi AKIYAMA, Chihiro SUZUKI, Shin NISHIMURA, Yasuo YOSHIMURA, Keisuke MATSUOKA, Shoichi OKAMURA, Yuichi TAKASE, Akira EJIRI, Sanae -I. ITOH, Masatoshi YAGI, and CHS Group, Observation of edge Reynolds stress increase preceding an L-H transition in Compact Helical System, Plasma and Fusion Research, 5.0, RC, Article No. 022, 2010.10.
8. Yoshihiko Nagashima, Takuya Oosako, Yuichi Takase, Akira Ejiri, Osamu Watanabe, Hiroaki Kobayashi, Yuuki Adachi, Hiroshi Tojo, Takashi Yamaguchi, Hiroki Kurashina, Kotaro Yamada, Byung Il An, Hiroshi Kasahara, Fujio Shimpo, Ryuhei Kumazawa, Hiroyuki Hayashi, Haduki Matsuzawa, Junichi Hiratsuka, Kentaro Hanashima, Hidetoshi Kakuda, Takuya Sakamoto, and Takuma Wakatsuki, Observation of beat oscillation generation by coupled waves associated with parametric decay during radio frequency wave heating of a spherical tokamak plasma, Physical Review Letters, 104.0, 24.0, Article No. 245002, 2010.06.
9. Nagashima Yoshihiko, A. Ejiri, Fujisawa Akihide, Y. Takase, Calculation of Beam Trajectories of a Heavy Ion Beam Probe Diagnostic in the TST-2 Spherical Tokamak, IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials, 129.0, 9.0, 2009.09.
10. Yoshihiko NAGASHIMA, Sanae-I. ITOH, Kimitaka ITOH, Akihide FUJISAWA, Shigeru INAGAKI, Yoshinobu KAWAI, Shunjiro SHINOHARA, Masayuki FUKAO, Takuma YAMADA, Kenichiro TERASAKA, Takashi MARUTA, Kunihiro KAMATAK, Hiroyuki ARAKAWA, Masatoshi YAGI, Naohiro KASUYA, George R. TYNAN, Patrick H. DIAMOND, and Yuichi Takase, Reynolds Stress Measurements for Investigation of Nonlinear Processes of Turbulence in the Large Mirror Device and in the Large Mirror Device-Upgrade, JOURNAL OF NUCLEAR MATERIALS, 8.0, 2009.08.
11. Nagashima, Y.; Itoh, K.; Fujisawa, A.; Shinohara, K.; Itoh, S-I; Ido, T.; Yagi, M.; Hoshino, K.; Ejiri, A.; Takase, Y.; Uehara, K.; Miura, Y., Boundary of the geodesic acoustic eigenmode in the vicinity of the magnetic separatrix, PLASMA PHYSICS AND CONTROLLED FUSION, 10.1088/0741-3335/51/6/065019, 51.0, 6.0, 10.0, Article No. 065019, 2009.06, We present a detailed investigation of the geodesic acoustic eigenmode(GAEM) profile in the vicinity of the last closed flux surface (LCFS) in the JFT-2M tokamak. Envelope and spectral peak frequency of the GAEM vanish near the LCFS obtained by an equilibrium reconstitution code. Spatial changes in mean plasma gradients (the electron temperature, electron density and floating potential) are correlated with the boundary. This does not contradict that the GAEM can have a node at the LCFS. Discussions of an inverse problem and the application of this GAEM measurement to an experimental test of the LCFS location calculated by the equilibrium reconstitution code are presented..
12. Nagashima, Yoshihiko; Itoh, Sanae-I.; Shinohara, Shunjiro; Fukao, Masayuki; Fujisawa, Akihide; Terasaka, Kenichiro; Kawai, Yoshinobu; Tynan, George R.; Diamond, Patrick H.; Yagi, Masatoshi; Inagaki, Shigeru; Yamada, Takuma; Itoh, Kimitaka, Observation of the parametric-modulational instability between the drift-wave fluctuation and azimuthally symmetric sheared radial electric field oscillation in a cylindrical laboratory plasma, PHYSICS OF PLASMAS, 10.1063/1.3078075, 16.0, 2.0, 1.0, 20706.0, 2009.02, Observation of the parametric-modulational interaction between the drift-wave fluctuation (7-8 kHz) and azimuthally symmetric sheared radial electric field structure (similar to 0.4 kHz) in a cylindrical laboratory plasma is presented. Oscillation of the sheared radial electric field is synchronized at modulations of the radial wave number and Reynolds stress per mass density of the drift-wave spectrum. Bispectral analysis at the location where the sheared radial electric field has finite radial wave numbers shows that nonlinear energy transfers from the drift wave to the sheared radial electric field occur. Nonlocal energy transfers of fluctuations via "channel of the azimuthally symmetric sheared radial electric field" in spectral space as well as real space are discovered..
13. Nagashima, Yoshihiko; Itoh, Sanae-I; Shinohara, Shunjiro; Fukao, Masayuki; Fujisawa, Akihide; Terasaka, Kenichiro; Kawai, Yoshinobu; Kasuya, Naohiro; Tynan, George R.; Diamond, Patrick H.; Yagi, Masatoshi; Inagaki, Shigeru; Yamada, Takuma; Itoh, Kimitaka, Coexistence of Zonal Flows and Drift-Waves in a Cylindrical Magnetized Plasma, JOURNAL OF NUCLEAR MATERIALS, 10.1143/JPSJ.77.114501, 77.0, 11.0, Article No. 114501, 2008.11, Spatiotemporal structures of fluctuations with frequencies lower than the ion cyclotron frequency in a cylindrical magnetized plasma are investigated. Drift-wave and low-frequency zonal flow coexist. Electrostatic potentials of the zonal flow and the drift-wave are distributed widely in radius. The radial wave number profile of the zonal flow has a shear structure at the radial location where the drift-wave has a maximal normalized fluctuation amplitude. On the other hand, the radial wave number profile of the drift-wave shows vortex tilting, resulting in the generation of stationary turbulence Reynolds stress gradient per mass density. The envelope and bispectral analyses indicate significant nonlinear interactions between the zonal flow and the drift-wave..
14. Yoshihiko NAGASHIMA, Sanae -I. ITOH, Shunjiro SHINOHARA, Masayuki FUKAO, Akihide FUJISAWA, Kenichiro TERASAKA, Yoshinobu KAWAI, Naohiro KASUYA, Masatoshi YAGI, Shigeru INAGAKI, Takuma YAMADA and Kimitaka ITOH, Nonlinear energy transfer of drift-wave fluctuation in a cylindrical laboratory plasma, Plasma and Fusion Research, 3.0, RC, 2.0, Article No. 056, 2008.10, Nonlinear energy transfer of the drift-wave spectrum is investigated experimentally in a cylindrical laboratory plasma. Using the Hasegawa-Mima equation, the nonlinear transfer function of electrostatic potential energy in frequency space is estimated by bispectral analysis. The transfer function derived from the drift-wave spectrum indicates a forward cascading of energy transfer from fundamental to higher harmonic modes..
15. Nagashima, Y.; Itoh, K.; Itoh, S-I; Fujisawa, A.; Yagi, M.; Hoshino, K.; Shinohara, K.; Ejiri, A.; Takase, Y.; Ido, T.; Uehara, K.; Miura, Y., In search of zonal flows by using direct density fluctuation measurements, PLASMA PHYSICS AND CONTROLLED FUSION, 10.1088/0741-3335/49/10/002, 49.0, 10.0, 15.0, 2007.10, A method for zonal flow study by using direct density fluctuation measurements is proposed. When ambient drift-wave turbulence is modulated by zonal flows (i.e. in the drift-wave-zonal flow systems), an envelope of the ambient density fluctuations has spectral peaks around zonal flow frequencies. A spectral peak at the geodesic acoustic mode (GAM) frequency is observed in the envelope of the ambient density fluctuations measured in edge plasma of the JFT-2M tokamak. The significant cross-bicoherence is also found between the ambient density fluctuations and its envelope in the GAM frequency. This result demonstrates that we can measure the GAM only by using density fluctuation data. This method provides a possibility of zonal flow research in burning core plasma by density fluctuation diagnostics such as microwave reflectometry..
16. Yoshihiko NAGASHIMA, Katsumichi HOSHINO, Kenichi NAGAOKA, Kouji SHINOHARA, Akihide FUJISAWA, Kazuya UEHARA, Yoshinori KUSAMA, Katsumi IDA, Yasuo YOSHIMURA, Shoichi OKAMURA, Keisuke MATSUOKA, Akira EJIRI, Yuichi TAKASE, Kimitaka ITOH, Masatoshi YAGI, Sanae-I. ITOH, JFT-2M group and CHS group, Experimental study of nonlinear processes in edge turbulence of toroidal plasmas, Plasma and Fusion Research, 1.0, RA, 15.0, Article No. 041, 2006.09, This paper presents experimental studies of nonlinear processes between meso-scale structures and turbulent fluctuations, by use of bispectral analysis, in the edge region of toroidal plasmas. In ohmically heated plasmas of the JFT-2M tokamak, the drift wave-zonal flow system is investigated by observation of the potential fluctuations. The total bicoherence is composed of two components, i.e., the peak at the geodesic acoustic mode (GAM) frequency and broadband distribution. The biphase is also obtained, which indicates the phase angle of coherent interaction between GAM oscillations and broadband fluctuations. Bispectral functions (e.g., magnitude and phase) give an order-of-estimate agreement for the drift wave-zonal flow systems. Bicoherence analysis is also applied to the edge plasmas of the high-confinement mode (H-mode) of the Compact Helical System (CHS). In the case of CHS plasmas, nonlinear couplings in a system composed of coherent global magneto-hydrodynamic (MHD) oscillations and broadband fluctuations (up to hundreds kHz range) have been observed. Bispectral analysis enhances our understanding of the self-regulation systems of various toroidal plasmas in which strong turbulence and meso-scale structures coexist..
17. Nagashima, Y; Itoh, K; Itoh, SI; Hoshino, K; Fujisawa, A; Ejiri, A; Takase, Y; Yagi, M; Shinohara, K; Uehara, K; Kusama, Y, Observation of coherent bicoherence and biphase in potential fluctuations around geodesic acoustic mode frequency on JFT-2M, PLASMA PHYSICS AND CONTROLLED FUSION, 10.1088/0741-3335/48/5A/S38, 48.0, 0.0, #, 0.0, 2006.05, Two types of small-poloidal wavelength low frequency floating potential fluctuations (similar to 1 kHz, and 10-15 kHz) are observed in the edge region of ohmically heated plasmas in the JFT-2M tokamak. The higher frequency fluctuations are inferred as geodesic acoustic modes (GAMs). Significant bicoherences between both modes and the broad-band fluctuations are observed simultaneously; however, frequency ranges are different. A significant bicoherence range is from 70 to 125 kHz at the lower frequency modes (LFM) and is from 20 to 125 kHz at the GAM. Phase angles at the significant bicoherences are coherent around pi. These results indicate that both modes are nonlinearly coupled to the broad-band fluctuations. Two spectral peaks are observed around the GAM frequency and the difference in peak frequencies is around the LFM frequency, suggesting nonlinear couplings between the LFM and the GAM. However, the modulation of the GAM by the LFM is not conclusive. In this paper, the results of the letter (Nagashima et al 2005 Phys. Rev. Lett. 95 095002) are presented in detail..
18. Nagashima, Y; Itoh, SI; Yagi, M; Itoh, K; Fujisawa, A; Hoshino, K; Shinohara, K; Uehara, K; Kusama, Y; Ejiri, A; Takase, Y, Convergence study of bispectral analysis in experiments of high temperature plasmas, REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, 10.1063/1.2194016, 77.0, 4.0, 6.0, Article No. 045110, 2006.04, A convergence study of bispectral analysis on toroidal plasma turbulence is presented with a theoretical estimate of bicoherence for the system of the drift wave and zonal flow. Examples are chosen from the analysis of floating potential fluctuation in the edge region of the JFT-2M tokamak. The convergence properties of the bispectral functions are clarified for an oscillatory branch of zonal flow (or geodesic acoustic mode) and drift waves. The total squared bicoherence or the biphase converges inversely proportional to the realization number or to the square root of the realization number, respectively. The numbers of realizations to qualitatively converge and obtain a quantitatively significant value of bicoherence are discussed for the drift wave fluctuations and for the zonal flow. (c) 2006 American Institute of Physics..
19. Nagashima, Y; Itoh, K; Itoh, SI; Fujisawa, A; Hoshino, K; Takase, Y; Yagi, M; Ejiri, A; Ida, K; Shinohara, K; Uehara, K; Kusama, Y, Bispectral analysis applied to coherent floating potential fluctuations obtained in the edge plasmas on JFT-2M, PLASMA PHYSICS AND CONTROLLED FUSION, 10.1088/0741-3335/48/4/S01, 48.0, 4.0, 15.0, 2006.04, This paper presents results of bispectral analysis applied to floating potential fluctuations in the edge region of ohmically heated plasmas in the JAERI Fusion Torus-2 Modified (JFT-2M) tokamak. Inside the outermost surface of plasmas, coherent mode fluctuations, (CMs) in floating potential were observed around the frequency of the geodesic acoustic mode. The squared bicoherence shows significant nonlinear couplings between the CMs and background fluctuations. The biphase at the frequency of the CMs is localized around pi, while that at frequencies of background fluctuations distributes in a wide range. The total bicoherence at the frequency of the CMs is proportional to the squared amplitude of the CMs. These observations are consistent with the theoretical prediction on the drift wave-zonal flow systems. Interpretation of the absolute value of the total bicoherence is also discussed..
20. Y. Nagashima, K. Hoshino, A. Ejiri, K. Shinohara, Y. Takase, K. Tsuzuki, K. Uehara, H. Kawashima, H. Ogawa, T. Ido, Y. Kusama, and Y. Miura, Observation of Nonlinear Coupling between Small-Poloidal Wave-Number Potential Fluctuations and Turbulent Potential Fluctuations in Ohmically Heated Plasmas in the JFT-2M Tokamak, Physical Review Letters, 95.0, Article No. 095002, 2005.08.
21. Y Nagashima, K Shinohara, K Hoshino, A Ejiri, K Tsuzuki, T Ido, K Uehara, H Kawashima, K Kamiya, H Ogawa, T Yamada, S Shiraiwa, S Ohara, Y Takase, N Asakura, N Oyama, T Fujita, S Ide, H Takenaga, Y Kusama, Y Miura and JFT-2M group, Coherent edge fluctuation measurements in H-mode discharges on JFT-2M, PLASMA PHYSICS AND CONTROLLED FUSION, 46.0, 5A, 2004.05.
主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等
1. 永島 芳彦, 球状トカマク研究の進展 -核融合エネルギー開発に向けて- 2.5球状トカマク改善閉じ込めプラズマにおける乱流揺動研究, プラズマ・核融合学会, 2012.12.
2. 永島芳彦、荒川弘之, 乱流中の非線形エネルギー流の観測, プラズマ・核融合学会誌, 2012.06.
主要学会発表等
1. Yoshihiko Nagashima, SANAE INOUE(論文のみ) ITOH, Inagaki Shigeru, KAMATAKI KUNIHIRO, H. Arakawa, Takuma Yamada, Naohiro Kasuya, M. Yagi, Akihide Fujisawa, K. Itoh, Investigation of Essential Nonlinear Processes in Plasma Turbulence, European Physical Society Conference on Plasma Physics, 2013.07.
2. Nagashima Yoshihiko, et al., Progress towards understanding of dynamical interactions between global fields and turbulence nonlinear force in laboratory plasmas, Workshop on Electric Fields, Turbulence and Self-Organisation in Magnetized Plasmas, 2012.07.
3. Nagashima Yoshihiko, et al., Global measurement of Reynolds stress in cylindrical linear plasmas, 39th European Physical Society Conference on Plasma Physics, 16th International Congress on Plasma Physics, 2012.07.
4. Nagashima Yoshihiko, et al., Non-Gaussian properties of global particle and momentum fluxes driven by turbulence in a linear plasma, 53rd Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics , 2011.11.
5. Y. Nagashima, S. -I. Itoh, S. Inagaki, H. Arakawa, N. Kasuya, A. Fujisawa, K. Kamataki, T. Yamada, S. Shinohara, S. Oldenbrger, M. Yagi, Y. Takase, P. H. Diamond, and K. Itoh, Dynamics of global transport and turbulence noise force - an experimental analysis on plasma turbulence, Northeastern Asian Symposium 2011, 2011.09.
その他の優れた研究業績
2011.12, 乱流による大域的な輸送現象とプラズマ流の形成過程との因果関係に関する研究.
2012.04, プラズマ乱流非線形解析による帯状流駆動機構実測の研究.
学会活動
所属学会名
日本物理学会
プラズマ・核融合学会
電気学会
米国物理学会
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2012.03.24~2012.03.27, 日本物理学会第67回年次大会, 座長(Chairmanship).
2011.09.02~2011.09.03, プラズマ科学のフロンティア2010, 座長(Chairmanship).
2013.10.02~2013.10.04, 14th International Workshop on H-mode Physics and Transport Barriers, Local Organizer Committee.
学術論文等の審査
年度 外国語雑誌査読論文数 日本語雑誌査読論文数 国際会議録査読論文数 国内会議録査読論文数 合計
2019年度      
2018年度    
2016年度      
2015年度      
2014年度 10        10 
2013年度      
2012年度      
2011年度      
2010年度      
2009年度    
2008年度      
2007年度      
2005年度      
2003年度      
その他の研究活動
海外渡航状況, 海外での教育研究歴
Nancy University, France, 2012.11~2012.11.
受賞
科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学賞, 文部科学省, 2012.04.
吉川允二核融合エネルギー奨励賞, 核融合エネルギーフォーラム事務局(日本原子力研究開発機構 那珂核融合研究所内), 2011.12.
日本物理学会領域2 第3回若手奨励賞, 日本物理学会領域2, 2009.03.
第11回 プラズマ・核融合学会 学術奨励賞(飯吉厚夫特別賞), プラズマ・核融合学会, 2006.11.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2014年度~2016年度, 基盤研究(C), 代表, 条件付き平滑化によるプラズマ乱流の大偏差統計解析.
2012年度~2016年度, 基盤研究(S), 分担, 多階層複雑・開放系における粒子循環の物理とマクロ制御.
2011年度~2014年度, 基盤研究(B), 代表, トカマクプラズマにおける乱流非線形エネルギー移送の空間非対称性の研究.
2006年度~2008年度, 若手研究(B), 代表, 高温不均一磁化プラズマにおける乱流の非線型過程の定量的・実験的研究.
2009年度~2013年度, 基盤研究(S), 分担, 乱流プラズマの動的応答と動的輸送の統合研究.
2009年度~2013年度, 基盤研究(S), 連携, 低域混成波による球状トカマクプラズマの電流駆動.
2011年度~2013年度, 基盤研究(A), 連携, 2次元乱流ダイナミクス観測のための多波長超多点観測法の開発.
2009年度~2011年度, 基盤研究(A), 分担, 圧力駆動電流による球状トカマクの立ち上げと制御.
2009年度~2009年度, 基盤研究(A), 分担, 合体生成球状トカマクプラズマ加熱の相乗効果.
2004年度~2008年度, 基盤研究(S), 連携, 新手法による高ベータ球状トカマクプラズマの生成及び維持.
競争的資金(受託研究を含む)の採択状況
2019年度~2019年度, 核融合科学研究所 双方向型共同研究, 代表, バイアス電極を用いたQUESTのSOLプラズマ研究(継続).
2019年度~2019年度, 京都大学ゼロエミッション共同利用・共同研究, 代表, トロイダルプラズマ周辺乱流揺動の統計解析(継続).
2018年度~2018年度, 核融合科学研究所 双方向型共同研究, 代表, バイアス電極を用いたQUESTのSOLプラズマ研究.
2018年度~2018年度, 京都大学ゼロエミッション共同利用・共同研究, 代表, トロイダルプラズマ周辺乱流揺動の統計解析(継続).
2017年度~2017年度, 核融合科学研究所双方向共同研究, 代表, 電圧バイアス実験時におけるダイバータープローブ検出回路の最適化.
2017年度~2017年度, 京都大学ゼロエミッション共同利用・共同研究, 代表, トロイダルプラズマ周辺乱流揺動の統計解析(継続).
2016年度~2016年度, 核融合科学研究所双方向共同研究, 代表, バルク電子の高速捕集に対するプラズマからの電子補給の時間応答に関する研究:バイアス電極開発(継続) .
2016年度~2016年度, 京都大学ゼロエミッション共同利用・共同研究, 代表, トロイダルプラズマ周辺乱流揺動の統計解析(継続).
2015年度~2015年度, 核融合科学研究所双方向共同研究, 代表, バルク電子の高速捕集に対するプラズマからの電子補給の時間応答に関する研究:バイアス電極開発(継続).
2015年度~2015年度, 京都大学ゼロエミッション共同利用・共同研究, 代表, トロイダルプラズマ周辺乱流揺動の統計解析.
2014年度~2014年度, 核融合科学研究所双方向共同研究, 代表, バルク電子の高速捕集に対するプラズマからの電子補給の時間応答に関する研究:バイアス電極開発(継続).
2013年度~2013年度, 核融合科学研究所 双方向型共同研究(NIFS13KUTR095), 代表, バルク電子の高速捕集に対するプラズマからの電子補給の時間応答に関する研究:バイアス電極開発.
2012年度~2012年度, 核融合科学研究所 双方向型共同研究(NIFS12KUTR083), 代表, 高速電子捕集に対するプラズマからの電子補給の時間応答に関する研究Ⅰ:初期実験.
2009年度~2009年度, 自然科学研究機構 核融合科学研究所 一般共同研究 (NIFS09KZPB001), 代表, CHSプラズマにおけるL-H遷移時の揺動による運動量輸送に関する研究.
寄附金の受入状況
2011年度, 独立行政法人 日本原子力研究開発機構, 日本原子力研究開発機構研究助成金/乱流による大域的な輸送現象とプラズマ流の形成過程との因果関係に関する研究
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九大関連コンテンツ

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