特別講演会
令和元年度 第1回
日 時 | 令和2年2月6日(木) 17:00~18:00 |
場 所 | 山口大学工学部電気電子工学科棟3階 301-2号室 |
題 目 | 核融合研における重水素負イオンビームの高出力化に向けた研究開発 |
概 要 | 2017年から大型ヘリカル装置(LHD)において重水素実験が開始された。現在、LHDでは負イオン源を用いたNBIが3基運用されているが、 重水素運転時に負イオン源プラズマから引き出される電子が大幅に増加した結果、重水素ビームの入射パワーが軽水素ビームの半分程度に 止まっている。講演では、我々が開発した電子電流の低減手法と重水素ビームの高出力化の進展について説明するとともに、最近明らかとなった負イオンビーム光学に関する新たな知見も紹介する。 |
講演者 | 木崎 雅志 (核融合科学研究所・助教) |
世話人 | 山口大学 大原 渡 |
平成30年度 第1回
日 時 | 平成31年1月9日(水) 14:50~16:20 |
場 所 | 九州大学応用力学研究所 会議室 |
題 目 | Criteria for the Importance of Multi-Scale Interactions in Plasma Turbulent Transport Simulations |
概 要 | Turbulent transport simulations have been used to develop criteria that indicate when multi-scale turbulent phenomena are important in tokamak plasmas. Developing accurate turbulent transport models for fusion plasmas both sheds light on the fundamental nature of plasma turbulence and enables the prediction of future device performance. While most modeling up until this point has only captured dynamics down to the ion-scale, recent gyrokinetic modeling on Alcator C-Mod has revealed that in some cases, computationally demanding multi-scale simulations are necessary to match experimental measurements. On the other hand, several studies on ASDEX Upgrade have found good agreement between ion-scale gyrokinetic simulations and experimental constraints. These results raised the question of when multi-scale effects are important, and when ion-scale simulations are sufficient to model the plasma turbulent transport. This question is answered using the Trapped Gyro-Landau Fluid (TGLF) turbulence code to model more than fifteen plasma conditions on the Alcator C-Mod and ASDEX Upgrade tokamaks. Simulation outputs are compared to four validation constraints, finding good agreement with multi-scale TGLF in all cases, but with ion-scale TGLF in only some cases. Two physical criteria are found to distinguish these cases, revealing the fundamental physical phenomena governing the importance of multi-scale interactions. |
講演者 | Alexander James Creely (Massachusetts Institute of Technology, Department of Nuclear Science and Engineering) |
世話人 | 九州大学 藤澤 彰英 |
平成29年度 第3回
日 時 | 平成29年12月8日(金) 9:00~11:30 |
場 所 | 九州大学応用力学研究所 会議室 |
題 目 | Introduction to divertor physics |
概 要 | A brief review will be given on the physics of divertor, which plays a very important role in magnetic confinement devices. The divertor "diverts" the power and particles coming out from the core plasma to a volume separated from the core. In the divertor, intense interaction between the plasma and the wall surface takes place, where significant portion of the power from the core is deposited and particles are pumped out after many cycles of neutralization and reionization. Thus the components directly facing the hot core are protected from the intense heat and bombardment of plasma particles. The hot core is protected from the direct ingress of impurities from the divertor. Concentration of heat onto narrow zones in the divertor makes the heat removal from the divertor the most challenging issue of the fusion reactor design. In the first part of this talk, various physical processes that characterize the divertor are reviewed, including collision, diffusion, sheath, presheath, ionization, charge exchange, recombination, radiation, retention, etc. In the second part of the talk, heat load during transient processes, i.e. disruption and ELMs, are reviewed. In the third part of the talk, we discuss how a liquid metal divertor can contribute to solution of these problems. |
講演者 | 嶋田 道也(量子科学技術研究開発機構・教授) |
世話人 | 九州大学 花田 和明 |
平成29年度 第2回
日 時 | 平成29年10月13日(金) 14:40~16:10 |
場 所 | 佐世保工業高等専門学校 視聴覚教室 |
題 目 | 核融合研究と電子材料の基礎 |
概 要 | 最先端の核融合研究とそこに使われる電子材料の基礎に関する講義を行う。近年のエネルギー問題と、従来の発電方式の長短所、今後利用が見込まれる最新の発電公式の長短所等を解説する。また、特に実用的かつ安定的で、環境負荷も少ないと言われている核融合に関して、その発電条件や、発電装置に必要な条件、必要な材料等を佐世保高専の学生にも理解できる様に平易に解説していただく。 |
講演者 | 大野 哲靖(名古屋大学・教授) |
世話人 | 佐世保高専 川崎 仁晴 |
平成29年度 第1回
日 時 | 2017年8月23日(水)14:30-16:30 |
場 所 | 九州大学伊都キャンパスウエスト2号館5階547号室 |
題 目 | Current and future challenges of plasma materials processing |
概 要 | Plasma materials processing remains one of the vital technologies for microelectronics fabrication. Atomic-level precision is increasingly being required in these plasma etching and deposition processes. Such stringent requirements are prompting the development and exploration of techniques that enable better control of the ion EAD, neutral beam EAD, electron energy distribution, reactive neutral to ion flux ratio and the UV photon flux. Future advances in the field will benefit from good fundamental understanding of low energy synergistic (<20?eV) ion-radical interactions with materials. ALD and ALE are controlled by, for example, plasma pulsing, other techniques to achieve nanoscale control, such as self-assembled structures, also show promise. |
講演者 | 寒川 誠二(東北大学流体科学研究所・教授) |
世話人 | 九州大学 白谷 正治 |
平成28年度 第5回
日 時 | 2017年2月2日(木)17:00-18:30 |
場 所 | 九州大学医学部キャンパス内の総合研究棟 104号室 |
題 目 | プラズマ生成活性種によるイオンチャネル活性化と遺伝子導入 |
概 要 | 遺伝子治療やiPS細胞の作製に不可欠な「細胞への遺伝子導入」に大気圧プラズマを応用し,プラズマ中で生成される活性種を制御することで,従来装置よりも低侵襲かつ高効率な遺伝子導入装置の開発を進めている.プラズマ照射溶液を細胞に滴下することで,細胞膜のイオンチャネル(TRPチャネル)が活性化され細胞内カルシウムイオン濃度が増大することを明らかにするとともに,TRPチャネルの活性化に伴って遺伝子模擬蛍光物質がエンドサイトーシスを介して細胞内に導入されることを示唆する結果が得られている.さらに,数分以内の寿命を持つ短寿命活性種によって,より顕著にTRPチャネルは活性化され,一方で細胞生存率に大きな影響を与えないことを明らかにした.講演では,低侵襲・高効率遺伝子導入の実現の鍵を握る「プラズマ照射溶液内の活性種組成」を制御し,その細胞応答について調べた結果について紹介する. |
講演者 | 金子 俊郎(東北大学大学院工学研究科・教授) |
世話人 | 九州大学 白谷 正治 |
平成28年度 第4回
日 時 | 2017年2月1日(水)13:00~14:30 |
場 所 | 九州大学筑紫キャンパス クエスト実験棟2階会議室 |
題 目 | 特異値分解を用いた磁場再構成・制御・設計 [トカマク装置(TRIAM-1M, HT-2)実験とMRI磁場設計] |
概 要 | 磁石機器の設計や磁場制御・調整を含む実験では、多変数の電流や磁石と磁場分布を扱う問題を扱う事が多いが、これらはいわゆるill-posedの問題となる。しかし、こ うした問題を近似的に解く方法として打ち切り特異値分解法(TSVD)があり、そ れをトカマク装置の磁場制御実験や磁場データ解析、それに実験装置の磁気設計に適 用してきた。この適用内容を、まず、簡単に述べる。 次に、この核融合関連で発展させてきたTSVD応用の磁場設計・調整技術をMRI 装置の設計や調整へ応用してきた内容を述べる。MRI撮像に必要なマイクロテスラ オーダの精密磁場分布の磁石設計と磁場調整(シミング)、および、傾斜磁場(パル ス運転)のシールド用のコイル設計について示す。また、MRI装置が内蔵している パルスコイル(傾斜磁場コイル)が原因で発生する渦電流の影響についても、核融合装置設計の応用として紹介する。 |
講演者 | 阿部 充志(株式会社日立製作所 日立研究所シニア所員・博士) |
世話人 | 九州大学 中村 一男 |
平成28年度 第3回
日 時 | 2016年10月26日(水)10:30-12:00 |
場 所 | 九州大学 伊都キャンパス ウエスト2号館5階第2会議室 |
題 目 | 最新デバイス用のプラズマプロセスの現状と課題 |
概 要 | 集積回路デバイスは急速な情報処理性能の向上を遂げ、それを用いた情報処理サービスが社会インフラを構成している。集積回路デバイスの特徴は、「微細化による情報処理密度の向上」と「新材料/新機能の集積」が可能という点である。微細化は、nmオーダー制御と同時に、Fin-FETのように三次元方向の形状制御へ展開している。また、新機能デバイスでは Siフォトニクスのように、従来は部品実装組立で構成されていたデバイスの集積回路化が始まっている。さらに新材料の導入では、High-k、Low-kといった誘電体材料、Cu配線、歪Sチャネルが実用化され、磁性多層膜材料もメモリー構造として集積化され始めている。プラズマプロセスは集積回路デバイスを製造する基幹技術として、エッチング、CVD等の製造工程で進化してきた。微細化の進展に伴い材料バルクよりも表面がデバイス性能に大きく影響するようになった結果、プラズマプロセスでは材料表面でのダメージ低減が重要課題である。また機能集積の進展により、同じプロセスフであっても必要なプロセス性能か多様化している。講演では以上の様な最新デバイス用のプラズマプロセスの現状と課題について概観する。 |
講演者 | 木下 啓藏(技術研究組合 光電子融合基盤技術研究所・主幹研究員) |
世話人 | 九州大学 白谷 正治 |
平成28年度 第2回
日 時 | 2016年10月14日(金)10:00~12:00 |
場 所 | 九州大学応用力学研究所 高温プラズマ力学研究センター 会議室 |
題 目 | Key Issues Towards Long Pulse High βN Operation on EAST Tokamak |
概 要 | The higher normalized beta discharges (beta-N =1.5 - 2) which was produced by the NBI heating and 4.6 GHz LHW systems in EAST has been studied recently. It is observed that the beta-N value increases with the increased heating power generally on EAST tokamak. The typical results for higher normalized beta discharges such as the heating power limitation, the increase of the impurity radiation, the dynamic and collapse of an internal transport barrier, and MHD events have been studied in detail. The key issues towards the long pulse high beta-N discharges on EAST were studied and summarized as follows:
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講演者 | Prof. Gao Xiang (中国:ASIPP) |
世話人 | 九州大学 花田 和明 |
平成28年度 第1回
日 時 | 2016年6月23日(木)13:00-14:30 |
場 所 | 九州大学伊都キャンパスウエスト2号館5階547号室 |
題 目 | Basic plasma diagnostic and applications using pupr mirror/cusp plasma mashine |
概 要 | The Polytechnic University of Puerto Rico Mirror-Cusp (PUPR-MC) device has been built to study RF and microwave heating of steady-state plasmas. The main advantage of PUPR-MC is that can produce plasmas with electron temperatures between 0.1 eV to 30 keV, (even more in the hot electron ring region), and densities between 10? to 10?? cm?.
A brief introduction to Plasma Diagnostics: Probes and advanced Analyzers will be presented, as well as the Microwave Interferometer the optical spectrometer. Finally several examples of Plasma Applications using this Mirror Cusp device will be presented including:
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講演者 | Dr. Edbertho Leal-Quiros (University of California Merced, California State University Fresno) |
世話人 | 九州大学 白谷 正治 |
平成27年度 第4回
日 時 | 2016年 1月 7日(木)13:00-15:00 |
場 所 | 九州大学 伊都キャンパス ウエスト2号館547号室(第2会議室) |
題 目 | プラズマプロセスにおける粒子種制御とナノ構造体の制御合成 |
概 要 | ナノ微粒子やナノチューブといったナノ構造体の合成において、低温で多様な合成が可能なプラズマプロセス(プラズマ支援化学気相堆積法(PECVD)、アーク放電法、スパッタ法など)は必須の科学技術です。 その一方で、複雑な多粒子系であるが故に反応条件が多様で、その理解が難しく、多くの場合に経験に頼った手段になりがちです。 本公演では、PECVDによるカーボンナノ材料の合成を中心とした幾つかの事例について、プラズマプロセス中での活性種計測と、それに基づいた制御合成を解説します。 また、カーボンナノ材料を用いた燃料電池やバイオ応用に関する最新の成果についても紹介します。 |
講演者 | 近藤博基(名古屋大学・准教授) |
世話人 | 九州大学 白谷 正治 |
平成27年度 第3回
日 時 | 2015年12月17日(木) 9:40-11:00 |
場 所 | 九州大学 筑紫キャンパス QUEST実験棟2F 会議室 |
題 目 | Experimental results and plans of Versatile Experiment Spherical Torus (VEST) |
概 要 |
Ohmic operation of VEST (Versatile Experiment Spherical Torus) has been successfully carried out, generating plasma currents of up to 70 kA with pulse duration of ~15 ms at the toroidal magnetic field of 0.1T on axis. The elongation and edge safety factor of the low aspect ratio plasmas (R=0.4m and a=0.3m) are estimated to be 1.6 and 3.7 respectively from equilibrium reconstruction based on magnetic diagnostics. Efficient ECH (Electron Cyclotron Heating) assisted plasma start-up scheme utilizing the trapped particle configuration (TPC), a mirror like magnetic field configuration, is developed as a new approach to improve the conventional start-up scenario based on field null formation with long connection length. TPC significantly enhances the pre-ionization with the enhanced particle confinement due to its mirror effect, and stable decay index in this configuration also enables the prompt plasma current initiation. Consequently, TPC demonstrates robust tokamak start-up with lower loop voltage with lower volt-second consumption as well as wider operation range in terms of the ECH pre-ionization power and the hydrogen filling pressure. Direct mode conversion of X-mode to EBW (Electron Bernstein Wave) from low field side is successfully utilized to enhance the ECH pre-ionization by generating over-dense plasmas beyond L-cutoff density. To study advance tokamak regime with high beta and high bootstrap operation in VEST, high power neutral beam heating is under preparation along with profile diagnostics. Various wave heating and current drive methods such as EBW and low hybrid fast wave are under preparation for current density profile control. In the meantime, ohmic plasmas will be improved to provide proper target plasmas for high power heating, especially for neutral beam injection by increasing plasma density with higher plasma current at longer pulse length and higher magnetic field. |
講演者 | Y. S. Hwang (Seoul National University) |
世話人 | 九州大学 花田 和明 |
平成27年度 第2回
日 時 | 2015年11月 2日(月)10:30-12:00 |
場 所 | COCOLAND SPORTS&RESORT 〒755-0091 山口県宇部市(ときわ湖畔)上宇部75 |
題 目 | 高エネルギー密度物質準安定相生成 |
概 要 |
レーザーを用いて、テラパスカル以上の圧力とダイヤモンドの融点を超えない温度を、レーザー条件の工夫と固体内衝撃波の圧力制御を行うことで、ダ イヤモンドより高密度なBC8構造を持った超高密度固体炭素状態を実現しこの試料を回収した。回収した資料をX線構造解析できるようになった。 その場診断としてパワーレーザーと同期したXFELを利用することで、動的圧縮過程の結晶格子の挙動をその場計測した。その結果、フェムト秒圧縮 では衝撃圧縮の初期過程において結晶格子は静的条件の100倍程度まで弾性的に圧縮し、その後膨張しながら塑性変形し終状態に至る異常弾性圧縮を 発見し た。これが、高エネルギー密度物質準安定相の凍結機構の極めて重要な因子の1つの可能性として明らかになった。また数100ピコ秒のパルスレー ザーを用い て、動的高圧力下の構造相転移のフェムト秒時間分解計測に成功した。既存の実験データに比べて3桁以上も高い時間分解能で格子ダイナミックスをと らえるこ とができた。さらにこの世に無かった多結晶シリコン試料を自作して、高圧シリコンの高精度なX線構造解析実験を実現しようとしている。 一方、高圧力印加によって、材料中には様々な格子欠陥が導入される。それらの格子欠陥は、高圧相への転移の起点および除荷過程での高圧相凍結にお いて重要な役割を担い得る。電子顕微鏡法を用いて、格子欠陥に関する数々の新たな知見を得た。原子サイズの格子欠陥である点欠陥の高速ダイナミク スの抽出 に成功した。また、高融点金属におけるナノスケール格子欠陥のダイナミクスを温度の関数として測定することに成功し、従来の常識に反して、大きな 原子番号 を持つ元素からなる固体内反応においても量子効果が発現することを初めて明らかにした。 |
講演者 | 兒玉了祐(大阪大学・教授) |
世話人 | 九州大学 白谷 正治 |
平成27年度 第1回
日 時 | 2015年11月 1日(日)15:00-16:30 |
場 所 | COCOLAND SPORTS&RESORT 〒755-0091 山口県宇部市(ときわ湖畔)上宇部75 |
題 目 | 超臨界流体プラズマのマテリアル科学 ―プラズマの不均一性と非平衡反応場イノベーション― |
概 要 | 超臨界流体、特に、臨界点近傍の超臨界クラスタ流体というナノスケールでの気液混相プラズマ、プラズマナノ界面相互作用系に注目し、材料科学的な 観点からの超臨界流体中でのプラズマの発生法の確立を中心に、そのプラズマ診断、材料プロセス反応場創製(超臨界クラスター流体の材料科学)の本 格的な展 開を目的とし、研究をを推進してきた。上記の研究を進める上での標準的な物質反応系としてダイヤモンド合成をメインのテーマとして、プロセスプラ ズマ発 生、プラズマ診断、プラズマ材料プロセス、などの研究を総合的に行い、得られた研究成果を紹介する。さらに,今後の超臨界流体プラズマのマテリア ル科学についても展望する. |
講演者 | 寺嶋和夫(東京大学・教授) |
世話人 | 九州大学 白谷 正治 |