| 1. |
T. Suetsugu, T. Ido, A. Fujisawa, T. Nishizawa, D. Kobayashi, D. Nishimura, C. Moon, Y. Nagashima, N. Kasuya, Y. Kosuga, T. Yamada
, Calibration of a Heavy Ion Beam Probe on the PLATO tokamak, 7th Asia-Pacific Conference on Plasma Physics, 2023.11. |
| 2. |
山奥亮汰，井戸毅，末継寅英，長谷川真，木下稔基，河野香，QUEST実験グループ, QUEST 用重イオンビームプローブのビームラインの設計, プラズマ・核融合学会, 2023.11. |
| 3. |
末継寅英, 井戸毅, 藤澤彰英, 小林大輝, 西村大輝, 清水昭博, 西澤敬之, 永島芳彦, 文贊鎬, 糟谷直宏, 小菅祐輔, 山田琢磨
, PLATOトカマクにおける重イオンビームプローブの校正実験, プラズマ・核融合学会, 2023.11. |
| 4. |
井戸毅, 清水昭博, 西浦正樹, 田窪英法, 西澤章光, LHDにおいて垂直NBIにより形成される電位及び密度の空間構造, 第39回プラズマ・核融合学会年会, 2022.11, 近年不純物ホール等、不純物輸送の解明を契機として磁気面上における電位の非一様性の影響が注目されている。この非一様性を形成する要因の一つとして、高エネルギーの中性粒子入射（NBI)に起因する捕捉高速イオンの影響が数値シミュレーションに指摘されている（H. Yamaguchi and S. Murakami, Nucl. Fusion 58 016029 (2018)）。本研究では、核融合科学研究所のLHDにおいて垂直NBIに対するプラズマ内部における電位分布及び密度分布の応答の計測を行った。
図1に垂直NBIの有無に対する電位分布及び重イオンビームプローブ（HIBP）の信号強度分布の違いを示す。ここでHIBPの信号強度はプラズマの密度及び高速イオンの密度を反映する。電位分布、信号強度分布ともにNBI時に特徴的な空間構造が形成されることが観測された。この構造はNBが入射されている間は維持されており、再現性があることも確認された。また、LHDには2基の垂直NBIが設置されているが、上記の特徴的な構造は、計測位置からトロイダル方向に近い位置でのNBI時には顕著であるが、遠い位置でのNBI時には観測されない。この結果は、垂直NBI時にトロイダル方向に局在した電位構造が形成されており、磁気面上の非一様性の存在を示唆している。ただし、この構造は上記数値シミュレーションとは異なり、磁気軸近傍で顕著に現れる。今後この2次元構造や高速イオンの分布の解析を含め、物理機構を検討する必要がある。. |
| 5. |
T. Ido, M. Hasegawa, R. Ikezoe, T. Onchi, K. Hanada, H. Idei, K. Kuroda, Y. Nagashima, Conceptual Design of a Heavy Ion Beam Probe for the QUEST spherical tokamak, 24th Topical Conference on High Temperature Plasma Diagnostics, 2022.05, A heavy ion beam probe (HIBP) has been designed for the QUEST spherical tokamak to measure plasma turbulence and the electric potential profiles. By using a cesium ion beam with the energy of several keV, the observable region covers most of the upper half of the plasma. Although the probe beam is deflected by the poloidal magnetic field produced by plasma current and poloidal coil currents, it can be detected under the plasma current up to 150 kA by modifying the trajectories with two electrostatic sweepers. According to numerical estimation of the detected beam intensity, sufficient signal intensity for measuring plasma turbulence can be obtained over almost the measurable region when the electron density is up to 1×10^19 m^(-3) which is larger than the cut-off density of ECH in QUEST. The performance of the designed HIBP is sufficient for the QUEST project.. |
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Takeshi Ido, Dynamics of energetic particle-driven oscillatory zonal flow in toroidal plasmas, 第38回 プラズマ・核融合学会, 2021.11. |
| 7. |
井戸毅，長谷川真，池添竜也，恩地拓己，出射浩，黒田賢剛，吉田直亮，永島芳彦, QUEST用重イオンビームプローブの設計, プラズマ・核融合学会, 2020.12. |
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Takeshi Ido, Akihide Fujisawa, Keiji Takemura, Naohiro Kasuya, Shigeru Inagaki,
Atsushi Fukuyama, Yoshihiko Nagashima, Chanho Moon, Kotaro Yamasaki,
Takuma Yamada, Yusuke Kosuga, Makoto Sasaki
, Design of Heavy Ion Beam Probes on the PLATO tokamak, High-Temperature Plasma Diagnostics Conference, 2020.12, Plasma turbulence plays a decisive role in determining dynamics of plasmas not only in laboratories but also in the space. Especially, recent studies have indicated the importance of not only local but also global properties of the turbulence such as symmetry breaking and multi-scale interaction. In order to explore dynamics of plasmas through measuring plasma turbulence precisely and globally, a new tokamak named Plasma Turbulence Observatory (PLATO) is being constructed in Kyushu University.
One of the key diagnostic systems for the PLATO project is Heavy Ion Beam Probe (HIBP), by which the electric potential, its fluctuations, density fluctuations, and magnetic fluctuations are measured directly and simultaneously without any perturbation to the plasmas. The HIBPs are installed in two toroidal sections to observe long range correlation in the toroidal direction. In addition, two energy analyzers in a poloidal cross section to observe the poloidal asymmetry and the correlation in the poloidal direction. The measurable area covers almost the whole plasma with a circular poloidal cross section and approximately 80 % of a poloidal cross section of the plasma with \kappa of 1.5 and \delta of 0.5, where \kappa is the ellipticity and \delta is the triangularity. The beam energy is 10 – 50 keV for Rubidium (Rb) beam or 50 – 150 keV for Sodium (Na) beam. According to a numerical calculation under the condition in which the central electron density is 1x10^19 (m^-3) and the density profile is parabolic, the detected beam intensity will be sufficient for micro-turbulence measurement in the region from the normalized minor radius(rho) of 0.2 to the plasma edge by Rb beam and in whole measurable region by Na beam. Therefore, we will be able to investigate nature of turbulence through multi-scale and simultaneous measurement.
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井戸毅，清水昭博，西浦正樹，濱田泰司，新配位創成研究チーム, 乱流抑制配位創成に向けたHIBP設置可能性の検討, プラズマ・核融合学会, 2020.11. |
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Takeshi Ido, Akihiro Shimizu, Masaki Osakabe, Kimitaka Itoh, Maxime Lesur, Kunihiro Ogawa, Hao Wang, Makoto Sasaki, Yusuke Kosuga, Shigeru Inagaki, Sanae.–I. Itoh, and the LHD Experiment Group, Nonlinear wave-particle interaction in magnetized high temperature plasmas confined in Large Helical Device, 3rd Asia-Pacific Conference on Plasma Physics, 2019.11, Wave-particle interactions are ubiquitous in plasmas, and they are observed as interesting phenomena. In this presentation, observed subcritical instability driven by nonlinear wave-particle interaction in magnetized plasmas will be shown.
In magnetized high temperature plasmas confined in the Large Helical Device (LHD), it is observed that an instability named geodesic acoustic mode(GAM) is excited abruptly by energetic particles existing through the inverse Landau damping. The frequency of this instability usually increases with the time scale of a few milliseconds, and the temporal evolution of the frequency reflects the evolution of the velocity distribution which is a result of wave-particle interaction.
When the frequency of the GAM reaches twice the ordinary GAM frequency and the amplitude of the GAM exceeds a threshold, another GAM is abruptly excited with the shorter time scale of 1 ms or less. The phase relation between the originally-existing GAM, hereinafter referred to as the primary mode, and the abruptly excited GAM, hereinafter referred to as the secondary mode, is locked, and the evolution of the growth rate of the secondary mode indicates nonlinear excitation. These behaviors can be interpreted as the excitation of the subcritical instability of the secondary mode through nonlinear wave-particle interaction triggered by the primary mode. Abrupt excitation phenomena have been wildly observed in laboratory plasmas (e.g. sawtooth oscillation and disruption) and astro-plasmas(e.g. solar flare), and subcritical instabilities are one of the working hypotheses of the onset of abrupt phenomena. The finding of the abrupt excitation of the GAM and the understanding of the phenomena as the subcritical instability demonstrate an experimental path to the understanding of the physical mechanism of the onset of the abrupt phenomena.. |
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井戸毅, 一ノ瀬薫, 清水昭博, 佐々木真, 王 灏, 西浦正樹, LHDにおける高速イオン励起測地線音波バーストが電位分布に及ぼす影響, 第36回プラズマ・核融合学会年会, 2019.11, LHDにおいてNBI時に高速イオン励起測地線音波(EGAM)がバースト的に発生する。この時、GAMの周期より十分長く、バースト継続時間より短い時間で平均した平均電位の変動が観測された。電位はプラズマ中心領域で負に、規格化小半径0.2より外では正に変動しており、中心近傍で負電場が形成されている。この電場形成は高速イオンの損失を示唆している。中心近傍においてはEGAM発生時に電位揺動及び密度揺動も減少しており、負電場形成との関連が考えられる。. |
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井戸毅、藤澤彰英、稲垣滋、永島芳彦、文贊鎬、山崎広太郎、糟谷直宏、小菅佑輔、佐々木真、山田琢磨
, PLATOトカマクにおける重イオンビームプローブ設置計画, 日本物理学会, 2019.09. |
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東井 和夫, 中村 充希, 井戸 毅, 清水 昭博, 小川 国大, 磯部 光孝, 長壁 正樹, 森田 繁, 後藤 基志, Pablant N. A., LHD実験グループ, 24aYG-3 LHDプラズマにおける高速イオン励起GAMによる大振幅電位揺動とイオン温度上昇(24aYG 核融合プラズマ(MHD平衡・不安定性・磁気リコネクション,領域2(プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理), 日本物理学会講演概要集, 2012.03. |
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牧野 良平, 久保 伸, 井戸 毅, 下妻 隆, 吉村 泰夫, 西浦 正樹, 伊神 弘恵, 高橋 裕己, 清水 昭博, 小笠原 慎弥, 26pYG-11 LHDにおける磁場リップルトップ及びボトムECHに対するプラズマの応答(26pYG 核融合プラズマ(電流駆動・波動加熱),領域2(プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理)), 日本物理学会講演概要集, 2012.03. |
| 15. |
谷池 晃, 忍 友彰, 望月 翔, 井戸 毅, 西浦 正樹, 清水 昭博, 古山 雄一, 北村 晃, 金イオンビームとガスターゲットの衝突時の反応断面積測定システムの作製, 神戸大学大学院海事科学研究科紀要, 2011.07. |
| 16. |
井戸 毅, 清水 昭博, 西浦 正樹, 中野 治久, 加藤 眞治, 東井 和夫, 渡辺 文武, 吉村 泰夫, 久保 伸, 下妻 隆, 伊神 弘恵, 高橋 裕己, 27aXE-4 LHDにおける反転磁気シア配位形成時に励起される高速イオン励起アルヴェン固有モードとGAM周波数揺動の空間構造の観測(27aXE 核融合プラズマ(波動・安定性),領域2(プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理)), 日本物理学会講演概要集, 2009.03. |
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星野 克道, 永島 芳彦, 井戸 毅, JFT-2Mグループ, 28pUD-2 JFT-2Mトカマクのポテンシャル揺動(28pUD 核融合プラズマ(輸送・閉じ込め特性),領域2(プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理)), 日本物理学会講演概要集, 2006.03. |
| 18. |
井戸 毅, 西澤 章光, 川澄 義明, 濱田 泰司, 三浦 幸俊, 8p-YM-6 JFT-2Mにおける重イオンビームプローブ計測, 日本物理学会講演概要集, 1997.09. |
