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第４９回 ア メ リ カ 物 理 学 会 プ ラ ズ マ 物 理 分 科 会（APS-DPP）年会

レークシティー（２０１１年１１月１４‐１８日）が予定されている．
（核融合研森田繁）

磁場閉じ込め核融合
２００７年のアメリカ物理学会（APS）プラズマ物理分科会

G.W. Hammett 博士による「Gyrokinetic Theory and（DPP）年会は１１月１２日から１６日の日程でフロリダ州オーSimulation of Experiments」と題するレビュー講演で会議ランドにて開催された．オーランドはディズニーランドでは開始された．この題目に象徴されるように，最近の高温有名な場所であるが，それら大型娯楽施設を除けばホテル

プラズマにおける乱流計測とジャイロ運動論的（GK）シとレストランが点在するだだっ広いところである．昼間はミュレーションコードの進展に伴って，実験および理論シ

夏のように暑く感じられるが，朝晩はコートが必要なくら

ミュレーションの両面から輸送特性の物理解明を推進していかなり寒くあまり日本では体験しない気候であった．

いこうという研究の大きな流れが感じられた．博士は過去

会議は核融合，基礎，宇宙プラズマおよび流体等，広範の論文を引用し，当時の実験で得られた熱輸送係数に対し囲の分野から構成されており，全発表件数は１７００件程度でて「著名な」理論家らが予測した熱輸送係数が桁違いに違っある．このため朝８時から始まるレビュー講演（１時間）以ている，という図を示し（理論研究者の名前が削除してあ外はすべてパラレルセッションとなっており，常時５−７り会場からの笑いを誘っていた），両者の差が最近のシ件の口頭講演（１２分）と１件のポスター発表が同時進行しミュレーション科学の進展によって相当小さくなってきてている．また，口頭発表には１００件程度の招待講演（３０分）いるという現状を報告した．さらに，H モードや ELM 現象が組み込まれている．バンケットでは恒例の授賞式があ等のより深い理解に向け，周辺部での乱流シミュレーショり，慣性核融合の分野で長年リーダーシップを発揮してきンを輸送統合コードへ組み込む方法の模索を今後の GK シた John Lindl 博士（LLNL：ローレンスリバモア国立研究ミュレーション研究の方向性の一つとして指摘した．DIII所）が学会賞（James Clerk Maxwell Prize）を受賞した．ま-D トカマクでは，ECE や BES を用いて同一半径位置で計た，岡林典男博士（PPPL），Andrea M. Garofalo 博士（コ

測された温度・密度揺動と GK コード「GYRO」によるシロンビア大学），Edward J. Strait 博士（GA），Gerald A.

ミュレーション結果から予測される微視的不安定性に起因Navratil 博士（コロンビア大学）が John Dawson Awardする揺動成分とを比較することによって，GK シミュレーを受賞した．また，１時間程度の宇宙物理に関する講演がションの妥当性検証を行っていこうとする意欲的な研究がバンケットの最中に開催された．

報告された．

本会議の特長の一つとして，夕食後には数多くのビジネゾーナル（帯状）流や自発的トロイダル回転の観測とそスおよびタウンミーティングが持たれていた．その中の一の理論解析も大きなトピックスとして数多く発表されていつに「Concerns for Junior Scientists」という会合があり，若た．また，トカマクでは抵抗性壁モードの安定化との関連い研究者を育てるための方策が話し合われていた．米国でで重要であるトロイダル回転の各種プラズマパラメータには今後１０年以内に相当数の研究者が退官する予定であり，与える影響等も詳細に報告されていた．JT‐６０U での運動

ITER 等への人材確保を考えても早急な改善が必要という量輸送の拡散・非拡散項の同定，NBI による外部運動量評ことである．一方で中国人研究者（本土および米国在住）に価を基礎として解析された圧力勾配に起因する自発回転のよる招待講演発表が相当増えており，印象的であった．

同定が注目を集めていた（鎌田，原子力機構）．抵抗性壁

日本からも多くの講演が活発に行われていた．中でも横モードの安定化にはトロイダル回転「速度」ではなく「速山雅之博士（核融合研：LHD における高イオン温度放電），さ」が重要であるとの知見が示された．自発回転について

長照二博士（筑波大：ガンマ１０における閉じ込め改善），藤は DIII-D では Co 方向であるが，JT‐６０U では Counter 方向

澤彰英博士（核融合研：帯状流），西原功修博士（阪大レーに回転している様子である．DIII-D での L-H 遷移パワー閾

ザー研：EUV 光源）および鎌田裕博士（原子力機構：JT

値が NBI のバランス入射の場合に比べて Co 入射の場合の‐６０U におけるトロイダル回転）が招待講演を行った．会議

方が２倍ほど大きくなる，という結果も BES 計測を用いてのアブストラクトは web サイト（http://meetings.aps.org

報告された．ポロイダルフローの反転によるフローシア形/Meeting/DPP07/Content/901）より閲覧することができ

成との関連で理解が進んでいる．

るので参照していただきたい．講演内容は掲載されていな

これら多くの発表から示唆されるように核融合プラズマい．著者のメールアドレスが記載されていないので，発表の物理研究は「ITB」や「H モード」といった核融合のキー者と連絡を取ることは簡単ではない．なお，来年以降のワードからより普遍的な物理量の解明へと大きくその流れ

APS-DPP は ダ ラ ス（２００８年１１月１７‐２１日），ア ト ラ ン タをシフトしてきているように思われる．相対的に研究の遅（２００９年１１月２‐６日），シカゴ（２０１０年１１月８‐１２日），ソルト

れている粒子輸送研究についてもただ拡散係数を議論する
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Journal of Plasma and Fusion Research Vol.84, No.1 January 2008

だけではなく，圧力勾配や温度・密度勾配の観測と共に議ことに成功した．誘導ラマン散乱とブリルアン散乱から構論を深めていく必要性が指摘されていた（例えば GA･A.

成される全散乱光を入射光の３０％程度から１０％以下に抑制

W.Leonard 博士講演）．会議では米国・日本・欧州だけですることが可能となり，輻射温度が 4−5 eV 程度上昇するはなく，中国（EAST）や韓国（Kstar）からの実験およびことを報告した．この結果 NIF における点火の可能性がよ

現状紹介が口頭およびポスター発表で行われた．

りいっそう高まった．

一方，核燃焼プラズマを見据えたそこでの科学的挑戦

直接照射方式では米国ロチェスター大学を中心としてコ（Scientific Challenge）について，J.W.Van Dam 博士によるアアブレーション領域から周辺コロナプラズマ領域に至るチュートリアル講演が行われ多くの聴衆を集めていた．現

物理モデリングを構築しており，最近の進展が発表され状のトカマクと ITER とで何が異なるかを焦点にし，６つた．ロチェスター大・V.Goncharov 博士による非局所熱輸の分野（閉じ込め，MHD，高エネルギー粒子，長時間放電，送モデルが統合爆縮シミュレーションコードに組み込ま計測，プラズマ制御）にわたって合計２６項目のまとめがれ，様々な実験で検証がなされた．爆縮ターゲットの挙動あった．非常に丹念なわかりやすい内容であった．特に，や核融合反応の時間履歴等の点で，従来の熱束制限付き!アルファ粒子のような高エネルギー粒子によって駆動さSpitzer-Harm モデルを用いた計算結果に比べ明らかに実れる不安定性の抑制，"イオン温度と電子温度が等しくな験を良く再現している．これまで大阪大学の研究成果は非るような ITER の状況下でこれまでのように閉じ込め改善

局所電子熱輸送の解明について多くの貢献をなしてきたを期待できるか，#外部からの運動量注入が小さい状況下が，今回のロチェスター大学の理論グループを中心としたで抵抗性壁モードの安定化に必要なプラズマ回転を自発回努力の結果，さらに物理的理解が進展した．X 線計測や散転だけで期待できるか，$不純物蓄積の回避，%ELM 制御

乱光計測において未だ定量的に一致しない部分もあるが，による高熱負荷の回避等の課題が挙げられていた．

一次元的な電子熱流についてはモデリングの相当部分が明らかに伸展した．

ヘリカル系については LHD における高イオン温度領域の拡大に関する講演があった（横山，核融合研）．径電場の流体不安定性の研究では，爆縮シェルに Si や Ge を添加イオン輸送低減への役割や更なる高イオン温度放電に向けすることにより Two plasmon decay に起因する高速電子発た方策等が議論された．また，CHS における帯状流・帯状生を抑制し，積極的に２次元的熱流を増加させることに磁場の実験研究結果が発表された（藤澤，核融合研）．２台

よって流体不安定性を抑制しようとするアイデアが発表さの HIBP を活用した帯状流に関する先駆的研究に続いて，れた．大阪大学もBrを添加したシェルを用いて流体不安定地磁気生成機構にも関連すると考えられる「帯状磁場生成」性の成長を抑制しながら高速度にシェルを加速する実験をの発見が注目を集めた．ポスターセッションでは，1 T 運行った．プラズマ応用分野ではレーザー生成プラズマを利転を開始した HSX 装置（準ヘリカル対称磁場：ウィスコン用した極端紫外線（EUV）光源開発についての研究成果がシン大）における ECH プラズマの電子閉じ込め，異常輸送多数発表された．特に実験と理論シミュレーションの両面モデリングや平衡電流（Pfirsch-Schlüter 電流）計測等，準からの詳細なアブレーションプラズマに関する研究結果が対称配位の特性解明に向けた研究進展が報告された．２００９

報告され大きな注目を集めた（西原，阪大レーザー研）．
高速点火実験や超高強度レーザーと物質との相互作用に年頃の稼動をめざしている NCSX（PPPL）の建設現状につついて阪大レーザー研が発表を行った．ネバダ大学やロいても紹介があった．
ミラーについてはガンマ１０における kV 級ポテンシャル

チェスター大学など多くの研究機関から高速電子の発生やを活用した閉じ込め実験に関する講演があった（長，筑波

輸送について発表があった．また，会議中には「第８回日大）．トロイダルプラズマにおける ITB と同様の閉じ込め

米高速点火に関するワークショップ」も開催され，レーザー改善現象の発見，"!!シアー流の促進や keV 温度プラズ相互作用領域のプラズマスケール長に依存して発生する高マの生成等多くの成果が発表された．

速電子のエネルギースペクトル変化やその高密度プラズマ（核融合研

横山雅之，森田

中での伝搬機構等について多くの活発な議論がなされた．

繁）（レーザー総研砂原淳）

慣性核融合
基礎プラズマAPS-DPP では磁場閉じ込め核融合分野と慣性核融合分野の発表数がほぼ拮抗している．さらに国立点火実証施設

APS-DPP の基礎プラズマ分野の特徴として，その裾野（National Ignition Facility: NIF）が２００９年に点火実験を開始の広さが挙げられる．今回も「波動」
「乱流」
「衝撃波」
「不し２０１０‐２０１１年に点火実証を予定していることもあり，大安定性」「流れ」をキーワードとするプラズマの基礎過程か変活気に満ちた発表が多数行われた．間接照射爆縮方式でら，「磁気リコネクション」「ダイナモ」といった宇宙・星は NIF が最初に核融合点火をめざしているが，ロングス間プラズマ，「非中性プラズマ」「ダストプラズマ」「ビームケールのプラズマ・レーザー相互作用により入射レーザー物理」「粒子加速」「プラズマ推進」「大気圧プラズマ」といっが散乱されてしまうことが問題であった．リバモア研・P.

たプラズマ応用まで非常に数多くの発表が行われた．APS

Neumayer 博士はホーラムに封入するヘリウムガスに水素-DPP のもう一つの特徴として小会議（mini-conference）のを加えることによりランダウダンピングを積極的に利用存在を挙げることができる．この小会議はその年に話題とし，Stimulated Brillouin Scatter（SBS）の発生を抑制するなっている課題について選択的に討論を行う特別セッショ
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Informationンを意味する．通常 APS-DPP に参加しないような研究者された．最初のセッションではヘリコンプラズマの最適化の参加も奨励されており，研究のスペクトルを広げる役割と称して，ヘリコン波の吸収やプラズマ加熱の物理機構をも期待されている．今回行われた３つの小会議の内，２つ再検討することによりさらに高性能のヘリコンプラズマをが基礎プラズマ分野であった．ここでその詳細を紹介す生成することを目的としていた．低質量イオンを利用した

る．

低域混成波によるヘリコンプラズマ生成，径方向に局在す「実験室および自然界における角運動量輸送」と題した小る密度勾配の分散関係への効果等が話題となっていた．そ会議（PPPL･Hantao Ji 博士主催）が２日目の午前中から３の後のセッションでは，ヘリコンプラズマによる高エネル日目の午後まで，４回連続のシリーズセッションとして開ギーイオン・電子の生成やヘリコン波プラズマの将来につ催された．現在星やブラックホールの形成における降着円いて議論がなされた．ダブルレイヤー形成による粒子加速盤中の角運動量輸送の役割が注目されていることから，そや二重プラズマ源による大容量且つ高密度プラズマの生の物理機構として提唱されている磁気回転不安定性につい成，さらにはトロイダルプラズマへのヘリコン電流駆動のてのシミュレーションやその基礎実験に関する報告が多適用等も提案され，今後に向けた新たな取り組みが紹介さかった．しかし，それ以外にもマイアミ大学・David Nolanれた．

博士による熱帯性低気圧（サイクロン）と関連した角運動

一方，小会議以外では，波動・乱流等の分野において帯量輸送の講演（これは正に通常 APS-DPP に参加しない研究状流の話題が注目を集めており，ポスター発表でも多くの者からの貢献）や，磁場閉じ込めプラズマ（Alcator C-Mod，実験および理論的研究が紹介されていた．これまでプラズ

DIII-D，NSTX 等）における自発的回転形成の話題等が提マ中の粒子輸送を引き起こす原因としてイオン温度勾配供され，角運動量輸送という横糸による分野間連携としてモードが中心課題であったが，電子の輸送が重要な役割を活発な議論を生んでいた．この小会議では日本からの発表果していることが認識され，最近は電子温度勾配モードにがなく，少々残念であった．

注目が集まっている．これに関連した実験的研究が増えつ「ヘリコンプラズマ」に関する小会議（ウェストバージニ

つあることも今回の会議の特徴といえる．

ア大学・Earl Scime 博士主催）は２日目の午前中から３日（核融合研

目の午前中にわたって，３回連続のセッションとして開催

吉村信次，東北大金子俊郎）（原稿受付 ２００７年１２月１０日）

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